சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

   

பிண்டமும் சக்தியும் ஒன்றெனக்
கண்டு பிடித்தார் ஐன்ஸ்டைன்
சமன்பாட்டு மூலம் !
பிளவு சக்தி யுகம் மாறி
பிணைவு சக்தி வரப் போகுது
கதிரியக்க மின்றி
மின் விளக்கேற்ற  !
இயல்பாகவே
தேய்ந்து மெலியும் ரேடியம்
ஈயமாய் மாறும் !
யுரேனியம் சுயப் பிளவில்
ஈராகப் பிரிந்து
வெப்பசக்தி உண்டாகும் !
பேரளவு உஷ்ணத்தில்
சூரியக் கோளத்தின் ஹைடிரஜன்
எரி உலை போல்
எளிய அணுக்கரு  எருக்கள்
இணைந்து
பிணைவுச் சக்தி
பேரளவில் வெளியேறும்
கதிரியக்கம் குன்றி !

++++++++++++++++

நாங்கள் செய்யப் போவது இதுதான்:  ஒரு கட்டுப்பாட்டு முறையில்  எரிக்கரு வில்லைச் சிமிழின் [Deuterium – Tritium Pellet [D-T Pellet]  Fuel Capsule] வெளிப்புற கவசத்தை எக்ஸ்ரே கதிர்கள் மூலம் உடைப்பதே எங்கள் முயற்சி.   அப்படிச் செய்யும் போது எரிக்கரு வில்லை [D-T Pellet]  அழுத்தம் அடைந்து, சரியான கட்டத்தில் அணுப் பிணைவு இயக்கம் தூண்டப்படும்.

ஜான் எட்வேர்ட்ஸ்  [Associate Director, NIF National Ignition Facility for Fusion Power]  

எக்ஸ்ரே கதிர்கள் தூண்டும் அணுப்பிணைவு முறையில் தீர்க்கப் பட வேண்டிய  ஒரு பெரும் இடையூறு : எருக்கருச் சிமிழ் முதிரா நிலையில் முன்னதாய் முறிந்து போய் [Premature Breakdown] விடுவது.   ஆற்றல் மிக்க எக்ஸ்ரே கதிர்களின் அடர்த்தி காலிச் சிமிழி குறியில் [Hohlraum –> Hollow Room]  தேவையான அழுத்தம் உண்டாக்கி அணுப் பிணைவைத் தூண்டுகிறது.

ஜான் எட்வேர்ட்ஸ்  [Associate Director, NIF National Ignition Facility for Fusion Power]  

பிண்டம் ! சக்தி !

அணுப்பிணைவுச் சக்தி !

இரண்டாம் உலகப் போர் நடந்து கொண்டிருந்த போது அமெரிக்காவில் லாஸ் அலமாஸ் இரகசிய தளத்தில் நூற்றுக் கணக்கான ஈரோப்பிய, வட அமெரிக்க விஞ்ஞானிகள் ஈடுபட்டு அணுப்பிளவுச் சக்தியைத் தொடரியக்கத்தில் உண்டாக்கிப் பேரழிவுப் போராயுதத்தைத் தயாரித்தனர் !  அதுபோல், அமைதிக் காலத்திலே பன்னாட்டு விஞ்ஞானப் பொறியியல் நிபுணர்கள் பிரான்ஸில் கூடி முதன்முதல் அணுப்பிணைவு எரிசக்தியில் பேரளவு மின்சக்தியை உற்பத்தி செய்யப் போகிறார்கள்.

கட்டுரை ஆசிரியர்

“அணுசக்தி ஆற்றல் உற்பத்தியில் அணுப்பிணைவு (Nuclear Fusion) முறைப்பாடு சூழ்வெளிப் பசுமைப் பண்பாடு மின்சாரமாகக் கருதப்படுகிறது. அது அணுப்பிளவு (Nuclear Fission) முறைப்பாடை விட சூழ்வெளித் துர்மாசுக்கள் மிகவும் குறைவானது.”

ஜாப் வாண்டர் லான் – நெதர்லாந்து எரிசக்தி ஆய்வு மையம். (June 28, 2005)

அணுப்பிணைவு மின்சக்தி சோதனையில் செய்த ஒரு பெரும் சாதனை

காலிஃபோர்னியாவின் வாரென்ஸ் லிவர்மோர் தேசீய சோதனைக் கூடத்தில்   [Dept of Energy’s Lawrence Livermore National Lab]  [National Ignition Facility- NIF]    ஆராய்ச்சியாளர்கள்  அணுபிணைவு சக்தி வெளியீட்டில் ஒரு நூதனச் சாதனையைச் சோதனையின் போது செய்து காட்டினர்.   தேசீய அணுப்பிணைவுத் தூண்டல்  யந்திரத்தில் [National Ignition Facility – NIF]  ஒருமித்த ஆற்றல் மிக்க 192  லேசர் ஒளிக்கதிர்களை உண்டாக்கி  [1.8 மெகா ஜூல்ஸ் சக்தியில்] (megajoules of energy) முதன்முதல் 500 டெட்ரா வாட்ஸ் மின்சார ஆற்றலை [tetrawatts power – 10^12 watts] உருவாக்கினர்.   இந்த அசுர மின்னாற்றல் ஒரு கணத்தில் அமெரிக்கா பயன்படுத்தும் மொத்த மின்சார யூனிட்டுகளை விட 1000 மடங்கு ஆகும்.  அதாவது பூமியிலே ஒரு குட்டிச் சூரியனை முதன்முதல் உண்டாக்கி விட்டார்.

சூரியன் போல் அணுப்பிணைவு நியதியில் பேரளவு வெப்ப சக்தி வெளியாக்கச் செய்யும் சோதனையில் முதன்முதல் சுயமாய்ப் அணுப்பிணைவுத் தொடரியக்கம் நீடிக்கச் செய்து பேரளவு மின்னாற்றலை உற்பத்தி செய்தனர்.  இவ்வரிய தகவல் செய்தி,  பிளாஸ்மா ஒளிப் பிழம்பு பௌதிக இதழில்  [Journal Physics of Plasmas] சமீபத்தில் வெளியிடப் பட்டுள்ளது.   ஆயினும் அணுப்பிணைவு மின்சக்தி  உற்பத்தி வாணிப நிலைக்கு வர,  இன்னும் மூன்று முக்கிய இடையூறுகள் தீர்க்கப்பட வேண்டும்.

சுய நீடிப்பு அணுப்பிணைவு இயக்க சக்திக்கு நேரும் மூன்று இடையூறுகள் :

1.  விசைகள் சமநிலைப்பாடு [Equilibrium of Forces]  :

பிளாஸ்மா  ஒளிப் பிழம்பு மீது இயங்கும் உந்துவிசைகள் சமநிலைப் படவேண்டும்.  இல்லாவிட்டால் பிளாஸ்மா ஓரினத் தன்மையின்றி முறிந்து போகும்.   இந்த விசைச் சமன்பாடு இழப்பு முதல் இடையூறு.   அதற்கு முடத்துவ அரண் அமைப்பு [Inertial Confinement] ஓர் விதிவிலக்கு.   அதனில் பௌதிக இயக்கம் பிளாஸ்மா முறிவதற்குள் விரைவாக நிகழ வேண்டும்.

2.  பிளாஸ்மா நீடிப்பு  [Plasma Stability] :

பிளாஸ்மா ஒருமைப்பாடு சிறு ஏற்ற இறக்கம், குறைவு நிறைவு செய்யப் பட்டு  முதல் வடிவத்துக்கு மீள வேண்டும்.   இல்லா விட்டால் பிளாஸ்மாவில் தவிர்க்க முடியாத பாதிப்புகள் நேரிடும்.   பிறகு அந்த தவறு செங்குத்தாக ஏறி பிளாஸ்மா முற்றிலும் அழிந்து போகும்.

3.   துகள்கள் போக்கு  [Transport of Particles] :

துகள்கள் இழப்பு பாதைகள் பூராவும் மிகவும் குறைய வேண்டும்.    அதைக் கசிய விடாமல் காப்பது முடத்துவ அரண் அமைப்பு [Inertial Confinement].

அணுப்பிணைவு மின்சக்தி சோதனையில் இந்த பிரச்சனைகள் தீர்க்கப்பட்டு விரைவில் வாணிப நிலைக்கு விரைவில் வரலாம் அல்லது சற்று நீடிக்கலாம்.  எப்படியும் 2050 ஆண்டுக்குள் அணுப்பிணைவு மின்சக்தி வர்த்தக ரீதியில் மி விளக்குகளை ஏற்றிவிடும் என்று நிச்சயம் எதிர்பார்க்கலாம்.

“சூழ்வெளிக் காலநிலை மாற்றாமல் பேரளவு மின்சக்தி ஆக்க முடியும் என்ற எதிர்பார்ப்பு முயற்சியில் அணுப்பிணைவுச் சக்தி விருத்தி அடையப் பிரான்சில் விரைவாகக் கட்டப் போகும் அகில நாட்டு வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை உலை (ITER) ஒரு பெரும் வரலாற்று மைல் கல்லாகக் கருதப்படுகிறது.”

பேராசிரியர் கிரிஸ் லிவெல்லின் ஸ்மித் (UK Atomic Energy Agency) (June 28, 2005)

“அகிலநாட்டு வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை உலைக் (ITER) கட்டுமான வேலைகள் 2005 ஆண்டு இறுதியில் துவங்கும். திட்டத்தின் பொறித்துறை நுணுக்க விளக்கங்கள் யாவும் இப்போது முடிவாகி விட்டன. அகில நாடுகளின் முழுக் கூட்டுழைப்பில் (ஈரோப்பியன் யூனியன், ரஷ்யா, அமெரிக்கா, கனடா, சைனா, ஜப்பான்) பூரணமாகி இத்திட்டம் முன்னடி வைப்பதில் நாங்கள் பூரிப்படைகிறோம்.”

பையா ஆரன்கில்டே ஹான்ஸன் (European Commission) (June 28, 2005)

“கடந்த 15 ஆண்டுகளாக அகிலநாட்டு வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை உலைத் (ITER) திட்ட அமைப்பில் பங்களித்து அது நிறுவனமாகச் சிக்கலான உடன்பாடுகளில் உதவி செய்தது குறித்து, அணுசக்திப் பேரவை (IAEA) பெருமகிழ்ச்சி அடைகிறது. மேலும் பரிதியை இயக்கும் மூலச்சக்தியான அணுப்பிணைவுச் சக்தியை விஞ்ஞானப் பொறியியல் சாதனங்களால் பூமியில் உற்பத்தி செய்யக் கூடுமா என்று ஆராயும் அத்திட்டத்துக்கும் அணுசக்தி பேரவை தொடர்ந்து உதவி புரியும்.”

வெர்னர் புர்கார்ட் (Deputy Director General & Haed IAEA Nuclear Science and Applications) (June 28, 2005)

“அகிலநாட்டு வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை உலை (ITER) கூடிய விரைவில் இயங்க ஆரம்பித்து உலக மாந்தர் அனைவருக்கும் எதிர்காலத்தில் மின்சக்தி அளிக்கும் என்று உறுதியாக நம்புகிறோம்.”

நரியாக்கி நகயாமா (ஜப்பான் விஞ்ஞான அமைச்சர்) (June 28, 2005)

பிரான்சில் புது அணுப்பிணைவு மின்சக்திச் சோதனை நிலையம்

முதல் அகிலநாட்டு வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை உலைக் (ITER) கட்டுமானத் திட்டத்தில் ஜப்பான் தேசம் கடுமையாகப் போட்டி யிட்டாலும் இறுதியில் வெற்றி பெற்றது பிரான்ஸ். அகில நாட்டு விண்வெளி நிலையத்துக்கு (International Space Station) அடுத்தபடி வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை நிலைய அமைப்பே நிதிச் செலவு மிக்க (12 பில்லியன் டாலர் திட்டம்) ஓர் திட்டமாகக் கருதப் படுகிறது ! வெப்ப அணுக்கருச் சக்தி எனப்படுவது பரிதி ஆக்கும் அணுப்பிணைவுச் சக்தியைக் குறிப்பிடுகிறது. இதுவரைச் சூழ்வெளியை மாசுபடுத்திய அணுப்பிளவு, நிலக்கரி போன்ற பூதள எருக்கள் (Fission & Fossil Fuels) போலின்றி ஒப்புநோக்கினால் பேரளவு தூயதானது அணுப்பிணைவுச் சக்தியே (Fusion Energy) !

பதினெட்டு மாதங்கள் தர்க்கத்துக்கு உள்ளாகி முடிவாக ஜூன் 28 2005 ஆம் தேதி மாஸ்கோவில் ஆறு உறுப்பினர் (ஈரோப்பியன் யூனியன், ரஷ்யா, அமெரிக்கா, கனடா, சைனா, ஜப்பான்) உடன்பட்டு அகிலநாட்டு வெப்ப அணுக்கருச் சோதனை உலையைக் [International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)] கட்டுமிடம் பிரான்ஸாக ஒப்புக் கொள்ளப் பட்டது. ITER திட்டத்தின் முக்கிய பங்காளர்கள் ஈரோப்பியன் யூனியன் (இங்கிலாந்து, பிரான்ஸ், ஜெர்மனி, இத்தாலி, ஸ்பெயின், ஹங்கேரி, டென்மார்க், ஆஸ்டியா, நெதர்லாந்து, போலந்து, ஸ்வீடன். . . ), ரஷ்யா, அமெரிக்கா, கனடா, சைனா, ஜப்பான், தென் கொரியா, இந்தியா). நிதிப் பங்களிப்பில் ஈரோப்பியன் யூனியன் 50% தொகை அளிப்பை மேற்கொண்டது. பிரான்ஸில் இடத்தேர்வு : மார்சேல்ஸ் நகருக்கு 60 கி.மீ. (37 மைல்) தூரத்தில் இருக்கும் “கடராச்சே அணுவியல் ஆராய்ச்சி மையம்” (Cadarache in France).

 

அகில நாட்டு அணுப்பிணைவுச் சோதனை நிலையத்தின் விபரங்கள்

வியன்னாவில் இருக்கும் அகில நாட்டு அணுசக்திப் பேரவை தலைமை அகத்தில் நீண்ட காலக் குறிக்கோள் திட்டமான அணுப்பிணைவுச் சக்தி ஆக்கத்தின் முன்னடி வைப்பு 2005 ஜூன் 28 ஆம் தேதியில் ஒரு பெரும் விஞ்ஞானச் சாதனையாக வெற்றிவிழாக் கொண்டாடப் பட்டது ! அன்றுதான் உலகத்திலே மிகப் பெரிய முதல் அகில நாட்டு அணுப்பிணைவுச் சக்தி சோதனை நிலையம் பிரான்சில் கட்டி இயக்கத் திட்டம் துவங்கியது ! அதை டிசைன் செய்து கட்டி இயக்கப் போகிறவர் ஒரு நாட்டை மட்டும் சேர்ந்த சில விஞ்ஞானிகள், பொறியியல் நிபுணர்கள் அல்லர். பன்னாட்டு விஞ்ஞானிகள் ! பன்னாட்டுப் பொறித்துறை வல்லுநர்கள் ! இரண்டாம் உலகப் போர் நடந்து கொண்டிருந்த போது அமெரிக்காவில் லாஸ் அலமாஸ் இரகசிய தளத்தில் நூற்றுக் கணக்கான ஈரோப்பிய, வட அமெரிக்க விஞ்ஞானிகள் ஈடுபட்டு அணுப்பிளவுச் சக்தியைத் தொடரியக்கத்தில் உண்டாக்கிப் பேரழிவுப் போராயுதத்தைத் தயாரித்தனர் ! அதுபோல், அமைதி காலத்திலே பன்னாட்டு விஞ்ஞானப் பொறியியல் நிபுணர்கள் பிரான்ஸில் கூடி முதன்முதல் அணுப்பிணைவு எரிசக்தியில் பேரளவு மின்சக்தி உற்பத்தி செய்யப் போகிறார்கள் !

அணுப்பிணைவுச் சோதனை நிலையம் 500 மெகாவாட் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும்.

— நிலைய மின்சார உற்பத்தி : 500 MW
— நியூட்ரான் சக்தி : 14 MeV (Million Electron Volt).
— காந்த மதில் ஆற்றல் தகுதி : 0.57 MW/Square meter
— பிளாஸ்மா (கனல் பிழம்பு) பெரு ஆரம் : 6.2 மீடர்.
— பிளாஸ்மா (கனல் பிழம்பு) குறு ஆரம் : 2.0 மீடர்
— பிளாஸ்மா மின்னோட்டம் : 15 MA (Million Amps)
— பிளாஸ்மா கொள்ளளவு : 837 கியூபிக் மீடர்.
— வளையத்தின் காந்த தளம் 6.2 மீடரில் 5.3 T (Toroidal Field)
— நிலைய யந்திரங்கள் இயக்கத் தேவை : 78 MW
— நிலையத் திட்டச் செலவு : 12 பில்லியன் டாலர் (2005 நாணய மதிப்பு)

அணுப்பிணைவுச் சக்தி எப்படி உண்டாகிறது ?

சூரியனிலும் சுயவொளி விண்மீன்களிலும் ஹைடிரஜன் வாயுவை மிகையான ஈர்ப்பு விசை அழுத்தத்தில் 10 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் உஷ்ணத்தில் பிளாஸ்மா நிலையில் (கனல் பிழம்பு) இணைத்து அணுப்பிணைவுத் தொடரியக்கத்தில் ஹீலிய வாயும் வெப்பச் சக்தியும் வெளியாகின்றன. அந்த வெப்ப மோதலின் விளைவில் உயர்சக்தி நியூட்ரான்களும் (High Energy Neutrons) எழுகின்றன ! ஹைடிரன் ஏகமூலங்களான (Isotopes of Hydrogen) டியூடிரியம் & டிரிடியம் (50% Deuterium & 50% Tritium) அணுப்பிணைவு எருக்களாகப் பயன்படுகின்றன. ஹைடிஜன், டியூடிரியம், டிரிடியம் மூன்று வாயுக்களின் அணுக்கருவிலும் ஒரே ஒரு புரோட்டான் உள்ளது. ஆனால் டியூடிரியத்தில் ஒரு புரோட்டான், ஒரு நியூட்ரான் உள்ளன. டிரிடியத்தில் ஒரு புரோட்டானும், இரண்டு நியூட்ரான்களும் இருக்கின்றன. அவை பேரளவு உஷ்ணத்தில் (100 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ்) பிளாஸ்மாவாகி ஒன்றுடன் ஒன்று இணைந்து ஹீலியமாகின்றன. அந்த உஷ்ணம் பரிதியின் உட்கரு உஷ்ணத்தை விட 10 மடங்கி மிகையானது ! அணுப்பிணைவுக்கு அத்தகைய மிகையான உஷ்ணம் ஏன் தேவைப் படுகிறது ? பரிதியின் வாயுக் கோளத்தில் 10 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸ் உஷ்ணம் உண்டாவதற்கு அதன் அசுர ஈர்ப்புச் சக்தி அழுத்தம் கொடுக்கிறது. அந்த உஷ்ணத்தில் அணுக்கருக்கள் ஒன்றை ஒன்று இழுத்துச் சேர்த்துக் கொள்கின்றன. ஆனால் மனிதர் உண்டாக்கும் அணுப்பிணைவு உலையில் அத்தகைய அழுத்தம் ஏற்படுத்த முடியாததால் அணுப்பிணைவை உண்டாக்கப் பத்து மடங்கு உஷ்ண நிலை தேவைப்படுகிறது. அந்த அழுத்தத்தை எப்படி உண்டாக்குவது ? 1. வாகன எஞ்சின் போல் பிஸ்டன் மூலம் வாயுக்களில் அழுத்தம் உண்டாக்கி வாயுக்களில் உஷ்ணத்தை அதிகமாக்கலாம்.

2. மின்சார ஓட்டத்தை ஏற்படுத்தி வாயுக்களில் உஷ்ணப் படுத்தலாம்.

3. வாயுக்களை ஓர் அரணுக்குள் உயர்சக்தி நியூட்ரான்களால் தாக்கி உஷ்ணத்தை மிகையாக்கலாம்.

4. நுண்ணலைகள் (Microwaves) மூலம் அல்லது லேஸர் கதிர்களால் (Laser Beams) வாயுக்களில் உஷ்ணத்தை மிகைப்படுத்தலாம்.

மூன்று முறைகளில் பிளாஸ்மா கனல் பிழம்பை உண்டாக்கலாம்:

1. பிளாஸ்மா அரண் (Plasma Confinement) (பரிதி, விண்மீன்களில் உள்ளதுபோல்)

2. முடத்துவ முறை (Inertial Method).

3. காந்தத் தளமுறை (Magnetic Method).

சூரியன் ஓர் அணுப் பிணைவுத் தீப்பந்து!

சூரியன் பிணைவுச் சக்தியை [Fusion Energy] உற்பத்தி செய்யும், பிரம்மாண்டமான ஓர் அணுக்கருப் பிழம்பு உலை [Plasma Reactor]! அண்ட வெளியில் ஆயிரம் ஆயிரம் சூரியன்கள், சுய ஒளி விண்மீன்கள் அணுப் பிணைவுச் சக்தியைத் தான், பிரபஞ்சம் தோன்றியது முதல் வாரி இறைத்து வருகின்றன! 4000 மில்லியன் ஆண்டுகளாக, சூரியன் வினாடிக்கு 40 கோடி பில்லியன் MW வெப்ப சக்தியைத் தொடர்ந்து வெளியாக்கிக் கொண்டிருக்கிறது! தீக்கோளத்தின் நடுப் பகுதி உஷ்ணம் 20 மில்லியன் டிகிரி K! சூரியவாயு அழுத்தம், பூவாயு [Earth ‘s Atmosphere] அழுத்ததை விட 400 மில்லியன் மடங்கு மிகையானது! சூரிய கோள அமைப்பு, வெங்காயத் தோல்கள் போல் அடுக்கடுக்காக இருக்கிறது. வாயுக்களின் அடர்த்தி [Density] ஈயத்தைப் போல் 12 மடங்கு. சூரியன் பேரளவு உஷ்ணத்தில், தன் ஈர்ப்புப் [Gravitation] பேரழுத்தத்தில், வினாடிக்கு 4 மில்லியன் டன்வாயு அணுக்கருத் துகள்களைப் பிணைத்து, அளக்க முடியாத பிணைவு சக்தியை உண்டாக்குகிறது. ஒரு தம்ளர் நீரில் உள்ள ஹைடிஜன் வாயுவைப் பிரித்துப் பிணைக்க முடிந்தால், அதிலிருந்து வெளியாகும் சக்தி 600 ஆயிரம் லிட்டர் பெட்ரோல் எரிந்து தரும் சக்திக்குச் சமமாகும்! ஆனால் பூமியில் பிணைவுச் சக்தியைத் தூண்டி வெளிப்படுத்த, உலைகளில் சூரியவாயு போல் பேரழுத்தமும், பெருமளவு உஷ்ணமும், விஞ்ஞானிகளால் உண்டாக்க முடியுமா ? 1952 நவம்பர் முதல் தேதியில் அமெரிக்காவும், 1953 ஆகஸ்டு 20 இல் ரஷ்யாவும் வெப்ப அணுக்கரு ஆயுதமான [Thermo-Nuclear Weapon] ஹைடிரஜன் குண்டைத் [H-Bomb] தயாரித்து முதன் முதல் ஒரு குட்டிச் சூரியனை உண்டாக்கி வெடிக்க வைத்து வெற்றி பெற்றன. ஆனால் அணுப்பிணைவுப் பிழம்பை ஓர் உலை அரணுக்குள் அடக்கி நீடிக்கச் செய்ய எந்த நாட்டு விஞ்ஞானியாலும் இதுவரை முடியவில்லை! அப்பெரும் முயற்சிதான் அகில உலகில் இருபதாம் நூற்றாண்டு விஞ்ஞானிகளுக்கு மிகச் சிக்கலான பொறிநுணக்கப் பிரச்சனையாகவும் திறமைக்குச் சவாலாகவும் ஆகியிருக்கிறது! ஆயினும் உலகில் பெருமளவு மின்சக்தியை இன்னும் பழைய அணுமின் நிலையங்கள்தான் பரிமாறிக் கொண்டிருக்கின்றன. எதிர் காலத்தில் மின்சக்திப் பற்றாக் குறை வினாவுக்கு முடிவான விடை, பெருமளவில் மின்திறம் வெளியாக்கும் பிணைவுச் சக்தி ஒன்றே ஒன்றுதான்! ஆனால் அந்த நிலையத்தை வர்த்தக முறையில் உருவாக்கி இயக்குவதுதான் உலக எஞ்சினியர்களுக்கு மாபெரும் போராட்டமாகவும், திறமையைச் சோதிப்பதாகவும் இருந்து வருகிறது!

அணுப்பிணைவை ஆய்வுக் கூடத்தில் எவ்வாறு ஆக்குவது ?

ஹைடிரஜன் வாயுவுக்கு இரண்டு ‘ஏகமூலங்கள்’ [Isotopes] உள்ளன. ஒன்று டியூட்டிரியம் [Deuterium], மற்றொன்று டிரிடியம் [Tritium]. ஏகமூலங்கள் என்பவை, ஒரே புரோட்டான் [Proton] எண்ணிக்கை கொண்டு, வெவ்வேறு நியூட்ரான் [Neutrons] எண்ணிக்கை யுள்ள மூலகங்கள் [Elements]. ஏகமூலங்கள் ஒரே மின்னீர்ப்பு [Electric Charge] மேவி, வெவ்வேறு அணுப்பளுவைக் [Atomic Mass] கொண்டவை. மூலகங்களின் அணிப் பட்டியலில் [Periodic Tables of Elements], ஏகமூலங்கள் யாவும் ஒரே இல்லத்தில் இடம் பெறுபவை. டியூட்டிரியம் மூலஅணு [Molecule] நீரில் 7000 இல் ஒன்றாக இயற்கையில் இருப்பதை, ரசாயன முறையில் பிரித்து எடுக்க வேண்டும். டிரிடியம் கனநீர் யுரேனிய அணு உலைகள் [Heavy Water Uranium Reactors] இயங்கும் போது, கனநீரில் உண்டாகிறது. கனடாவில் இயங்கும் காண்டு [CANDU] அணு உலைகளில் நிறைய கனநீரும், டிரிடியமும் இருப்பதால், பிணைவுச் சக்தி ஆய்வுக்குத் தேவையான எளிய வாயு மூலகங்கள் [Light Elements] கனடாவில் எப்போதும் கிடைக்கின்றன. ஆராய்ச்சி முறையில் பயன் படுத்திய போது, எளிய மூலகங்களான ஹைடிரஜன், டியூட்டிரியம், டிரிடியம், லிதியம் ஆகியவற்றில், [டியூட்டிரியம் + டிரிடியம்] வாயு இணைப்பே அதிக வெப்ப சக்தியை ஈன்றதால், உலகில் பல நாடுகள் அணுப் பிணைவு உலையில், அவ்விரண்டு வாயுக்களையே எரிப் பண்டங்களாய் உபயோகித்து வருகின்றன. இந்த இயக்கம் தூண்டுவதற்கு வேண்டிய உஷ்ணம், 80 மில்லியன் டிகிரி C. டியூட்டிரியம் +டிரிடியம் –> ஹீலியம் +நியூட்ரான் +17.6 MeV சக்தி Deuterium +Tritium –> Helium +Neutron +17.6 MeV Energy

இருபதாம் நூற்றாண்டில் உருவான மிக மேம்பட்ட ஆய்வுப் பிணைவு உலை [Fusion Reactor] ‘டோகாமாக்’ [Tokamak] என்பது, காந்தக் கம்பிகள் சுற்றப் பட்டு டோனட் [Donut] வளையத்தில் அமைந்த ஒரு பிரம்மாண்ட மான மின்யந்திரம். ‘டோகாமாக் ‘ என்பது ரஷ்யச் சுருக்குப் பெயர். அதன் பொருள்: வளை காந்தக் கலம் [Toroidal Magnetic Chamber]. அதனுள்ளே பேரளவு காந்தத் தளத்தைக் கிளப்பி பல மில்லியன் டிகிரி உஷ்ணத்தில் மின்னியல் வாயுப் பிழம்பை [Plasma] உண்டாக்கி வளையச்சுவர் கடும் வெப்பத்தில் உருகிப் போகாமல் உள்ளடக்க வேண்டும்! இத் தேவைக்கு உகந்த உலோகம் இன்னும் கண்டு பிடிக்கப்படவில்லை! பிண்டம் நான்கு வித வடிவுகள் [Four States of Matter] கொண்டது. திடவம், திரவம், வாயு, பிழம்பு [Solid, Liquid, Gas & Plasma]. வாயு அதிக உஷ்ணத்தில் நேர், எதிர் மின்னிகளாய்ப் [Positive, Negative Ions] பிரிந்து பிழம்பு வடிவாக மாறி மின்கடத்தி [Electrical Conductor] யாகிறது. பிணைவுச் சக்தியை மூலமாகக் கொண்டு இயங்கும் மின்சக்தி நிலையத்தில், ஹீலிய வாயு பிழம்பின் வெப்பப் போர்வையாகவும், கடத்தியாகவும் [Helium Blanket for Plasma & Heat Transport Medium] பயன் ஆகலாம். சூடேரிய ஹீலிய வாயு வெப்ப மாற்றியில் [Heat Exchanger] நீராவியை உண்டாக்கி டர்பைன் ஜனனியை [Turbine Generator] ஓட்டச் செய்யலாம். அமெரிக்காவின் மிகப் பெரும் ஆய்வு டோகாமாக், நியூ ஜெர்ஸி பிரின்ஸ்டன் பல்கலைக் கழகத்தில் 1981 ஆம் ஆண்டு நிறுவப்பட்டு இயங்கி வருகிறது.

மூன்று வித முறைகளில் அனல் பிழம்பை அரணிட்டு [Plasma Confinement] அணுப்பிணைவு இயக்கம் நிகழ்த்தலாம். முதலாவது முறை ‘ஈர்ப்பியல் அரண் பிணைப்பு ‘ [Gravitational Confinement Fusion]. இம்முறைக்கு சூரிய, சுடரொளி விண்மீன்களில் இயங்கும் பேரளவு உஷ்ணம், வாயுப் பேரழுத்தம் தேவைப் படுகிறது. மனிதனால் இவற்றைப் பூமியில் சாதிக்க முடியாது! அடுத்தது, ‘காந்தவியல் அரண் பிணைப்பு’ [Magnetic Confinement Fusion]. ஆய்வுக் கூடத்தில் இது சாத்திய மானது. 1950 ஆம் ஆண்டு முதல் ஆராய்ச்சி முறைக்கு உலகெங்கும் பயன் படுகிறது. இம்முறையில் உருவானதுதான் டோகாமாக் [Tokamak] யந்திரம். அனல் பிழம்பு நீடிக்க, மூன்று முக்கிய நிபந்தனைத் தொடர்புகள் பொருந்த வேண்டும்: உஷ்ணம், காலம், அடர்த்தி [Temperature, Time & Density]. 200 மில்லியன் டிகிரி உஷ்ணப் பிழம்பு சில வினாடிகள் நீடிக்க, வாயு அடர்த்தி ஓரளவு தேவை. இந்த உறவை ‘லாசன் நியதி ‘ [Lawson Criterion] என்று கூறுவர். மூன்றாவது முறை: ‘முடவியல் அரண் பிணைப்பு’ [Inertial Confinement Fusion]. இதில் லேசர் வீச்சுக் கதிர்களைப் [Laser Beams] பாய்ச்சி உள்வெடிப்பு [Implosion] நிகழ்த்தி அனல் பிழம்பு உண்டு பண்ணிப் பிணைப்பு சக்தி ஏற்படுத்துவது. இம்முறை பெரும்பாலும் அணு ஆயுதம் [Nuclear Weapons] தயார் செய்ய, யுத்த விஞ்ஞானிகளுக்குப் பயன் படுகிறது.

அணுப்பிணைவுச் சக்தியின் நிறைபாடுகள்! குறைபாடுகள்!

பிணைவுச் சக்தி பிளவுச் சக்தியை விட பல முறைகளில் மேன்மை யுற்றது. அணுப்பிணைவு சக்தியில், அணுப் பிளவு சக்திபோல் உயிர் இனங்களைத் தாக்கி வதைக்கும் பயங்கரக் கதிரியக்கம் [Radioactivity] அதிக அளவு இல்லை! பிணைவுச் சக்தியால் எழும் கதிரியக்கம் மிகச் சிறிதளவே! அமெரிக்காவின் திரீமைல் தீவு, ரஷ்யாவின் செர்நோபிள் அணுப்பிளவுச் சக்தி நிலையங்களில் ஏற்பட்ட பயங்கர விபத்தின் போது, உலையின் எரிக்கோல்கள் பல உருகிப் பெரும் சிக்கலை உண்டாக்கியது! பிணைவு உலைகளில் எரிக்கோல் உருகிப் போகும் அபாயம் எதுவும் இல்லை! அணுப் பிணைவு நிலையங்களிலிருந்து தினம் வெளியேறும் கழிவு வாயுக்கள் மனிதர் மற்றும் இதர உயிரினங் களுக்குத் தீங்கு தருவன அல்ல! அவைச் சூழ்வெளியைச் [Environment] சுத்தமாக வைத்திருக்க உதவி புரிபவை! பிணைவு இயக்கம் ரசாயனத் தீயின் கடும் விளைவுகளை உண்டாக்காது! மேலும் பிணைவு உலைகளில் பயன்படும் எரி வாயுக்கள் ஹைடிரஜன், டியூட்டிரியம் உலகெங்கும் நீரில் அளவற்ற கன அளவு கிடைக்கிறது. எதிர் காலத்தில் பல நூற்றாண்டுகளுக்கு வேண்டிய, வாயு எரி பொருளுக்குப் பஞ்சமே இருக்காது! ஆராய்ச்சி அணுப்பிணைவு உலைகளுக்கு இதுவரை உலக நாடுகள் 2 பில்லியன் டாலர்கள் செலவழித் துள்ளன! கால தாமதம் ஆவதால், இன்னும் 50 பில்லியன் டாலர் தொகை செலவாகலாம் என்று ஊகிக்கப் படுகிறது. மேலும் மிகச் சக்தி வாய்ந்த மின்காந்தத் தளம், அணுப்பிணைவு நிலையத்தில் இயங்குவதால், அதை ஆட்சி செய்யும் மனிதருக்கு அதனால் விளையும் தீங்குகள் என்ன என்பது யாருக்கும் தெரியாது! அடுத்து உலையில் பயன்படும் லிதிய [Lithium] திரவம் ரசாயன இயக்க உக்கிரம் உடையது! அதன் விளைவு களையும் அறிய வேண்டும். அனல் பிழம்புக்கு அதி உன்னத சூன்ய நிலை [High Vacuum] உலை வளையத்தில் நீடிக்கப்பட வேண்டும்! விசை மிக்க மின்காந்த அமுக்கமும், வேறுபாடு மிக்க கடும் உஷ்ண ஏற்ற இறக்கத்தால் நேரும் வெப்ப அழுத்தமும், அதி உக்கிர நியூட்டிரான் கணைத் தாக்குதலால் நிகழும் அடியும், தாங்கிக் கொண்டு நீண்ட காலம் உறுதியாக இயங்கும், நிலையச் சாதனங்களைக் கண்டு பிடிப்பது சிரமான முயற்சி.

அணுப்பிணைவு சக்தி உற்பத்தியின் மேம்பாடுகள்!

அணுப்பிணைவு உலைகளுக்கு வேண்டிய எரு உலக நீர்வளத்தில் எண்ணிக்கை யற்ற அளவு உள்ளது. பேரளவு ஆற்றல் கொண்ட அணுப்பிணைவு சக்தி நிலையங்களை அமைப்பது சாத்திய மாகும். மாபெரும் ஆற்றல் கொண்ட அணுப்பிணைவு நிலையத்துக்கும் தேவையானது சிறிதளவு எருதான்! உதாரணமாக 1000 MWe நிலையத்துக்கு ஓராண்டு வேண்டிய எரு 0.6 மெட்ரிக் டன் [1320 பவுண்டு] டிரிடியம்! பிணைவு சக்தியின் தீப்பிழம்பு மின்கொடைத் துகள்களின் வேகங்களைத் தணித்து, நேரடியாக அவற்றை மிகையான மின்சக்தி அழுத்தமாக [High Voltage Electricity] மாற்றிவிடலாம்! அம்முறையில் நீராவி உண்டாக்க கொதிகலம், வெப்பசக்தியை யந்திர சக்தியாக மாற்ற டர்பைன், தணிகலம் யந்திர சக்தியை மின்சக்தியாக மாற்ற மின்சார ஜனனி போன்ற பொது வெப்பச் சாதனங்கள் தேவைப்படா! பிணைவு உலைப் பாதுக்காப்பு அத்துடனே இணைந்துள்ளது. இயக்கத்தின் போது சிக்கல் நேர்ந்தால், அணு உலைத் தானாக விரைவில் நின்று விடும். பிளவு அணு உலைகளைப் போன்று, கதிரியக்கமோ, கதிர்வீச்சுக் கழிவுகளோ விளைவதில்லை! பிணைவு அணு உலையில் எழும் நியூட்ரான்கள் விரைவில் தீவிரத்தை இழப்பதால் பாதகம் மிகக் குறைவு. உலையின் மற்ற பாகங்களை நியூட்ரான் தாக்குவதால் எழும் இரண்டாம் தர கதிர்வீச்சுகளைக் கவசங்களால் பாதுகாப்பது எளிது. கதிர்ப் பொழிவுகளால் சூழ்மண்டல நாசம், நுகரும் காற்றில் மாசுகள் விளைவு போன்றவை ஏற்படுவதில்லை!

வெப்ப அணுக்கரு நிலையத்தை எதிர்த்து கிரீன்பீஸ் வாதிகள் கூக்குரல் !

ஒரு கிலோ கிராம் அணுப்பிணைவு எருக்கள் (Fusion Fuel Deuterium +Tritium) 10,000 டன் நிலக்கரிக்குச் (Fossil Fuel) சமமான எரிசக்தி அளிக்கும் ! இத்தகைய பேரளவுப் பயன்பாடு இருப்பதாலும், சிறிதளவு கதிரியக்கம் உள்ளதாலும் அணுப்பிணைவு எரிசக்தி அகில நாட்டு பொறித்துறை நிபுணரின் கவனத்தைக் கவர்ந்திருக்கிறது ! அணுப்பிளவு மின்சக்தி நிலையங்கள் போன்று அணுப்பிணைவு மின்சக்தி நிலையங்களில் நீண்ட கால உயர்நிலைக் கதிரியக்கப் பிளவுக் கழிவுகள் (Long Term High Level Fission Product Wastes) கிடையா ! சில பசுமைக் குழுவாதிகள் 2005 ஜூன் மாத ITER கட்டட அமைப்புத் திட்டத்தை பண விரயத் திட்டமென்று குறை கூறினர் ! அணுப்பிணைவு மின்சக்தி உற்பத்தி செயல் முறைக்கு ஒவ்வாதது என்று தமது நம்பிக்கை இல்லாமையை அவர் தெரிவித்தார். “12 பில்லியன் டாலரில் 10,000 மெகாவாட் கடற்கரைக் காற்றாடிகள் மூலம் தயாரித்து 7.5 மில்லியன் ஐரோப்பிய மக்களுக்கு மின்சாரம் பரிமாறலாம்,” என்று அகில நாட்டு கிரீன்பீஸ் பேரவையைச் சேர்ந்த ஜான் வந்தே புட்டி (Jan Vande Putte) கூறினார். “உலக நாடுகளின் அரசுகள் பணத்தை வீணாக விஞ்ஞான விளையாட்டுச் சாதனங்களில் விரையமாக்கக் கூடாதென்றும், அவை ஒருபோதும் மின்சக்தி அனுப்பப் போவதில்லை என்றும், 2080 ஆம் ஆண்டில் குவிந்து கிடக்கும் “மீள் பிறப்பு எரிசக்தியைப்” (Renewable Energy) பயன்படுத்தாமல் இப்போதே ஆரம்பிக்க வேண்டும் என்றும் பறைசாற்றினர்.

++++++++++++++++++++++++++++++

தகவல்

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Did the Solar System form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 The Origin of Earth (www.moorlandschool.co.uk/earth/earthorigin.htm)
20 IAEA Report – France to Host ITER International Nuclear Fusion Project (June 28, 2005)
21 IAEA Report Focus on Fusion By : IAEA Staff
22 IAEA Report – Fusion : Energy of the Future By : Ursula Schneider IAEA Physics Section
World Atom Staff Report.
23 BBC News : France Gets Nuclear Fusion (Experimental) Plant.
24 World : France Chosen to Host Experimental Fusion Reactor Project By : Breffni O’Rourke(June 28, 2005).
25 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40203101&format=html (அணுப்பிணைவுச் சக்தி அவனியின் எதிர்கால மின்சக்தி)
26 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40303172&format=html (இருபது ஆண்டுகளில் அணுப்பிணைவுச் சக்தி ஆக்கத்தில் வளர்ச்சி)
27 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40508052&format=html (21 ஆவது நூற்றாண்டின் அணுப்பிணைவுச் சக்தி ஆற்றலுக்கு லேஸர் கதிர்கள்)
28 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40709271&format=html (கதிரியக்கம் இல்லாத எதிர்கால அணுப்பிணைவு மின்சக்தி நிலையம்)

29.  http://www.popularmechanics.com/science/energy/next-generation/is-fusion-power-finally-for-real  [June 21, 2011]

30.  http://world-nuclear.org/info/Current-and-Future-Generation/Nuclear-Fusion-Power/#.UkceJNNza9I  [August, 2013]

31.  http://www.opli.net/opli_magazine/eo/2013/laser-fusion-experiment-yields-record-energy-at-llnl.aspx  [August 26, 2013]

32.  http://en.wikipedia.org/wiki/National_Ignition_Facility   [September 17, 2013]

33.  http://en.wikipedia.org/wiki/Fusion_power   [September 27, 2013]

+++++++++++++++

S. Jayabarathan (jayabarathans@gmail.com)  September 29, 2013

https://jayabarathan.wordpress.com/

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

அண்டவெளிக் களிமண்ணில்
ஆப்பமாய்ச் சுடப் பட்டுக்
குண்டான சட்டி ! காலக் குயவன்
முடுக்கிய பம்பரக் கோளம் !
உடுக்கடிக்கும் மேளம் !
சுற்றும் உட்கரு ஒருபுறம்  !
சுழலும் திரவ வெளிக்கரு எதிர்ப்புறம் !
காந்த சக்தியில் இயங்கும்
பூமி மின் ஜனனியா ? மோட்டாரா ?
அடித்தளத் தட்டுக்கள் மோதி
துடிப்புகள் உண்டாக்கும் !
எரிமலை வெடித்துப் பீரிட்டெழும் !
கடற்தட்டு துடித்து  எழும்
சுனாமி !
புவித் தட்டுகள் குதிரை ஏறினால்
பூகம்பம் !
குடற் தட்டுகள் நெளிந்தால்
நில நடுக்கம் !
சூழ்வெளி மாசடையும் !  பூமியின்
ஆழ்ந்த உட்கருக் குழம்பில்
ஆறாத கனல் சுழற்சி !

++++++++++++

உட்புறக் கரு, வெளிப்புறக் கரு இவற்றிடையே இருக்கும் பிணைப்பு  நேர்ச் சுற்று, அதற்குச் சமமான எதிர்ச் சுற்று நியதில் [Equal and Opposite Action] விளக்கப்படுகிறது.   பூகாந்தத் தளம் உட்புறக் கருவை கிழக்கு நோக்கிப், பூமியை விட வேகமாகச் சுழலச் செய்கிறது.    அதே சமயத்தில் உட்புறக் கரு வெளிப்புறக் கருவை எதிர்த் திசையில் மேற்கு நோக்கி உந்த வைக்கிறது.

டாக்டர் ஃபிளிப் லிவர்மோர் [University of Leeds, U.K.]

பூமியின் உட்கரு ஒரே சமயத்தில் உருகியும், உறைந்தும் வருகிறது.   அதற்குக் காரணம் அதைச் சுற்றியுள்ள மேலடுக்குப் பாறைத் தோலின் வெப்பச் சுழற்சி இயக்கமே [Circulation of Heat in the Overlying Rocky Mantle].   இந்தக் கண்டுபிடிப்பு எப்படி உட்கரு [Inner Core] உருவானது, எப்படி வெளிக்கரு [Outer Core] ஒரு “பூகோள ஜனனியாக” [Geodynamo] இயங்குகிறது என்று அறிந்து கொள்ள உதவுகின்றது.

பூகாந்த தளத்தின் காந்தப் புலம் தோன்ற மூலக் காரணமானது எது என்பது இன்னும்  மர்மப் புதிராகவே உள்ளது.  பூமியின் உட்கரு மாதிரியைத் தோண்டிக் கொண்டுவர முடியாது.   பூமி மேற்தள அளவீடுகளும், கணனிப் போலி மாடல்களும் மட்டுமே உட்கருவில் என்ன நிகழ்கிறது என்று ஓரளவு கூற முடியும்.

டாக்டர் ஜான் மௌன்ட் [University of Leeds, United Kingdom]

நாங்கள் புனைந்த போலி மாடல், இதுவரை விஞ்ஞானிகளைக் குழப்பிய சில அளவீடுகளுக்கு ஓர் எளிய விளக்கம் தருகிறது.   அதாவது பூமியின் முழு இயக்கங்களும் அடித்தட்டு நகர்ச்சிக்கு [Plate Tectonics] ஏதோ சில முறைகளில் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது.   இந்தப் பிணைப்பு பூமியின் மேற்தள நிகழ்ச்சிகளில் தென்படாது.  எங்கள் கணனி மாடல் மெய்யென்று நிரூபிக்கப் பட்டால், எப்படி உட்கரு உருவானது, எவ்விதம் உட்கரு பூதளக் காந்தத்தை உண்டாக்குகிறது என்று அறிய ஒருபடி முன்னேற்ற விளக்கம் கிடைக்கும்.

டாக்டர் ஜான் மௌன்ட் [University of Leeds, United Kingdom]

பூமியின் உட்கரு சில பகுதிகளில் உருகுமேயானால், உட்கரு – வெளிக்கரு எல்லையில் நேரும் கொந்தளிப்பு முன்பு நினைத்ததை விட மிகச் சிக்கலாய் இருக்கும்.

டாக்டர் வினோத்  ஶ்ரீனிவாசன் [Indian Institute of Technology] 

பூமியின் இயக்கம் அடித்தட்டு நகர்ச்சியுடன் [Plate Tectonics] பிணைக்கப்பட்டுள்ளது.

பூமியின் மையத்தில் இருக்கும் திடவ இரும்புக் கரு சுமார் சந்திரனின் விட்ட அளவை  ஒத்தது.   அதைச் சுற்றிலும் இரும்புக் கலவையான, திரவ வெளிக்கரு சூழ்ந்துள்ளது.   அந்த திரவ வெளிக்கருவின்  வெப்பச் சுழற்சி உந்தலே [Convection -Driven Movement] பூகோள காந்த தளத்தை [Geomagnetic Field] உண்டாக்குகிறது.   பிரிட்டனில் உள்ள லீட்ஸ் பல்கலைக் கழக விஞ்ஞானிகள் 300 ஆண்டுகளாக, பூமியின் உட்கரு சுழற்சித் திசை பற்றி நிலவிய ஓர் பழைய புதிரை விடுவித்துள்ளனர்.   அதாவது திடவ இரும்பாலான உட்கரு கிழக்கு நோக்கி [Eastward Direction] மற்ற பகுதிகளை விட வெகு வேகமாகச் சுற்றுகிறது.   அதே சமயத்தில் திரவ இரும்புக் குழம்புள்ள வெளிக்கரு, குன்றிய வேகத்தி மேற்கு நோக்கிச் [Westward Direction] சுற்றுகிறது.

புகபெற்ற ஹாலி வால்மீன் நகர்ச்சியை விளக்கிய எட்மன்ட் ஹாலி [Edmond Halley] 1692 ஆண்டில் முதன்முதல் மேற்குத் திசைநோக்கிச் சுற்றும்  நகர்ச்சியே பூமியின் பூகாந்த தளத்தை உண்டாக்குவது என்று காட்டினார்.   இப்போது முதன்முதலாக விஞ்ஞானிகள் உட்கருச் சுழற்சி, வெளிக்கரு நகர்ச்சியுடன் பிணைக்கப் பட்டுள்ளது என்று அறிந்துள்ளார்.   அந்த நடத்தைக்குக் காரணம் அது பூமியின் பூகாந்த தளத்துக்கு ஏதுவாக உள்ளதால்.   இப்புதிய கண்டுபிடிப்புகள் பிட்டன் தேசீய விஞ்ஞானப் பேரவை [National Academy of Sciences]  இதழில் வெளியிடப்படும்.

நிலநடுக்கக் கண்காணிப்பு நிபுணர்கள் கடந்த சில பத்தாண்டுகளாக, பூமியின் உட்கருவை நுழைந்து செல்லும் பூகம்ப நிகழ்ச்சிகளை அளந்து, உட்கருவின் சுழற்சித் திசை கிழக்கு நோக்கி உள்ளதென்று தெளிவாய்க் குறிப்பிட்டு இருக்கிறார்கள்.

‘எனக்கு முன்பு அண்ட வெளியில் மனிதர் தேடிய இடத்தைத் தாண்டி, அதற்கும் அப்பால் என் கண்கள் பிரபஞ்சத்தை ஆழமாய் நோக்கிச் சென்றன.’

வில்லியம் ஹெர்ச்செல் (1738-1822)

உலகின் கண்களுக்கு நான் எப்படி தோன்றுகிறேன் என்பது எனக்குத் தெரியாது. கடற்கரையில் விளையாடும் ஒரு சிறுவன், இன்றோ நாளையோ ஏதோ ஓர் அபூர்வக் கூழாங்கல் அல்லது எழிற் சிப்பியைக் கண்டெடுப்பது போல எனக்குத் தெரிகிறது. ஆனால் கண்டு பிடிக்க முடியாதபடி மாபெரும் உண்மைக் கடல் என் கண்முன்னே பரந்து கிடக்கிறது.

ஸர் ஐஸக் நியூட்டன் (1642-1727)

அகிலத் தூசி சேர்ந்து துகளாகி, துகள்கள் மண்ணாகி, மண் கட்டியாகி உருண்டு சிறு கோளாகி முடிவாக ஓர் பெரும் அண்டகோள் ஆனது ! இந்த “ஈர்ப்புத் திரட்சி முறையில்” (Accretion Process) 6 மைல் (10 கி.மீ.) விட்ட அளவுள்ள ஒரு சிறு பூமி உண்டாகச் சுமார் 100 மில்லியன் ஆண்டுகள் ஆகலாம் !

ஆட்டோ ஸ்மித் (Otto Schmidt) (1944)

அண்டக்கோள் (Planet) என்பது என்ன ?

ஈர்ப்புத் திரட்சியால் (Accretion Process) சூப்பர்நோவாவின் வாயுப் பிண்டத்தை இழுத்துக் கோள வடிவமாகும் ஓர் அண்டம். ஒரு கோள் தன்னச்சில் சுழன்று முக்கியமாக ஒரு சுயவொளி விண்மீனை வட்ட வீதிலோ அல்லது நீள்வட்ட வீதிலோ சுற்றும். தனது சுற்றுவீதியில் குறுக்கிட்ட விண்கற்கள், வால்மீன்கள், எரி விண்மீன்கள், விண்தூசிகள் ஆகியவற்றைப் பற்றிக் கொள்ளும் திறமுடையது. அண்டக்கோள் ஓர் ஈர்ப்புக் கிணறு (Gravity Well). சுயவொளி விண்மீன் உண்டாக்கும் பிணைப்புச் சக்தியால் உற்பத்தியான மூலகங்களை இழுத்துக் கொள்ளும். பொதுவாக ஒரு காந்த மண்டலமும் கொண்டது.

பூகோளத்தின் புதிரான மேற்தட்டு, நடுத்தட்டு, உட்கரு

விஞ்ஞானிகளுக்கு இன்றும் விடுவிக்க முடியாத ஒரு பெரும் புதிராக இருந்து வருவது பூகோளத்தின் கொந்தளிக்கும் விந்தையான உட்புற அமைப்பு ! ஆழமாய்த் துளையிட்டுப் பூமியின் மையத்தைக் கண்ணாலும், கருவியாலும் நோக்க முடியாது ! பல கோடி ஆண்டுகளுக்கு முன்பு பூமி சேயாகப் பிறந்த காலம் முதல் தொடர்ந்து உருமாறிக் கொண்டே வருகிறது. முதல் பில்லியன் ஆண்டுகளில் உருவான அதன் மேற்தட்டு, நடுத்தட்டு, உட்கரு (Crust, Mantle & Core) மூன்றும் மென்மேலும் விருத்தி அடைந்துள்ளதாக ஊகிக்கப்படுகிறது. ஆனால் அவை எப்படி உருவாயின என்பதற்கு உள்ள விஞ்ஞான ஆதாரங்கள் மிகச் சொற்பம். ஒருவேளை ஆரம்பித்திலே ஓரினச் சீர்மைத் திணிவு நிறை (Homogeneous Mass) ஓரளவு அல்லது பூராவும் உருகி ஈர்ப்புச் சக்தி கனமான பிண்டத்தில் பகுதியைத் திரவமாகவும், பகுதியைத் திடவமாகவும் (Partly Liquid & Partly Solid) திரட்டி யிருக்கலாம் ! திடவப் பிண்டம் (Solid Matter) உட்கருவாகவும், அதைப் போர்த்தும் சூடான திரவப் பிண்டம் (Liquid Hot Matter) நடுத்தட்டாகவும் அமைந்து விட்டன என்று கருதலாம் ! நடுத்தட்டுக்கு மேல் மெல்லியதான மேற்தட்டு பரவி 3.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்னே நிலையாகப் போனது ! அதற்குப் பிறகும் நீண்ட காலமாக மாறுபாடாகி சிக்கலான முறையில் மேற்தட்டு வடிவாகியுள்ளது.

4.6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு நமது சூரிய குடும்பம் தோன்றியது என்று கணிக்கப் படுகிறது ! சுமார் 7 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பே பூமியின் பெரும்பான்மையான திணிவுப் பிண்டம் (Matter) சூபர்நோவா (Supernova) மூலமும் விண்மீன்களின் கொடையாலும் சேர்ந்தது என்றும் அறியப்படுகிறது. அதனால் 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பே பூமியின் முழு வடிவம் உருவாகி இருக்க வேண்டும் என்று யூகிக்கப் படுகிறது. அதிலிருந்து பூகோளம் பல்வேறு முறைகளில் மாறியுள்ளது. ஆரம்பத்தில் பூமி உருவாகும் போது வெப்பத்தாலும், ஈர்ப்புச் சக்தியாலும் கொந்தளிப்புச் சேமிப்புடன் திரண்ட வடிவம் கரடுமுரடாக உருவானது. பரிதி மண்டலத்தின் மற்ற கோள்கள் உண்டான அதே சம காலத்தில்தான் பூகோளமும் சூரியனை மையமாக வைத்துச் சுற்றிக் கொண்டு உருவானது. அனுமானிக்கப் பட்ட கோள வடிவான சூப்பர்நோவா போன்ற ஒரு பேரண்டம் (Large Body Like Supernova) ஆப்பம் போல் சுற்றிக் கோள்கள் தோன்றின என்னும் கோட்பாடு ஒப்புக்கொள்ளப் பட்டிருக்கிறது. முதலில் குளிர்ந்த சேய் பூமி (Proto Baby Earth) விரைவாகச் சூடாகி 100 மில்லியன் ஆண்டுகளில் அதன் உலோக உட்கரு (Metallic Core) உருவாகி யிருக்கலாம். ஆரம்ப காலத்தில் சேய் பூமியை அடுத்துத் தொடர்ந்து ஏராளமான விண்கற்கள், வால்மீன்கள், எரியும் விண்மீன்கள் (Asteroids, Comets & Meteorites) தாக்கின ! பேபி பூமியின் மேல் புறத்தில் கொந்தளிக்கும் திரவம் (Exterior Molten Skin) இருந்திருக் கலாம், அந்த கனல் திரவம் உஷ்ணம் தணிந்து பிறகு மேல்தட்டு (Crest) உண்டாகி இருக்கலாம்.

பூகோள வரலாற்றின் ஆரம்பத்திலே புற அண்டம் ஒன்று பூமியைத் தாக்கி அதன் துணைக்கோள் நிலவு தோன்றியது என்று கருதப்படுகிறது. இரண்டாம் முறைத் தாக்குதலில் பூமியின் மேற்தட்டு (Crest) அழிந்து போனது. 3.8 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு தற்காலம் வரைப் பிழைத்த பாறைகள் பஸால்ட் மூடிய ஸிலிகா பாறை மேற்தட்டாக (Crest of Silicic Rocks Embedded in Basaltic layer) உலகம் பூராவும் படிந்துள்ளன ! அப்போதுதான் “மேலெழுச்சி பூதட்டு நகர்ச்சி” (Convection-Driven Plate Tectonics) உந்தப்பட்டு பேபிக் கண்டங்கள் (Proto-Continents) நகரத் தொடங்கி இருக்க வேண்டும். ஆரம்ப காலத்துப் பூகோளத்தில் தோன்றிய வாயுச் சூழ்வெளியில் பெரும்பான்மையாக நைடிரஜன், கார்பன் டையாக்ஸைடு அம்மோனியா, மீதேன், சிறிதளவு நீரும் இருந்தன. இவை யாவும் இரசாயனச் சேர்க்கையில் பின்னால் ஆர்கானிக் மூலக்கூறுகள் ஆயின. 3.85 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அவற்றிலிருந்துதான் பூர்வீக ஒற்றைச் செல் பாக்டீரியா (Primitive One-Celled Bacteria) உற்பத்தியானது. அதன் பின் உயிரின ஜந்துகள் பெருகி சூரிய ஒளிச்சேர்ப்பு முறையால் பேரளவு ஆக்ஸிஜன் சூழ்வெளியில் பெருக ஆரம்பித்தது.

பூமியின் உள்ளமைப்புத் தோற்றம் !

பூமியின் சிக்கலான உள்ளமைப்பைப் பொதுவாக மூன்று பகுதிகளாகப் பிரிக்கலாம். மற்றும் சில உட்பிரிவுகளோடு ஐந்து பகுதிகளாக வகுக்கலாம். மேற்தட்டு, மேல் நடுத்தட்டு, கீழ் நடுத்தெட்டு, உட்கரு, புறக்கரு. (Crust, Upper Mantle, Lower Mantle, Outer Core & Inner Core) என்று ஐந்து பகுதிகளாகப் பாகம்படும்.

1. மேற்தட்டின் தடிப்பு மெல்லியது. பூமியில் 20 மைல் (32 கி.மீ) ஆழத்திலிருந்து ஆரம்பித்து இமயமலை உச்சி வரை உயர்ந்து மேடு பள்ளமாய் இடத்துக்கு இடம் மிகவும் மாறுபடுகிறது. காண்டங்களில் 5 மைல் (8 கி.மீ.) ஆழத்தில் பாறையாயும் (Granite), கடலுக்குக் கீழ் பஸால்டாகவும் (Basaltic) உள்ளன. மேற்தட்டு பலதடவை வெப்பத்தால் அழிந்து மீண்டும் உருவானது என்று கருதப்படுகிறது. கடுமையான சூரிய உஷ்ணத்தால் மேற்தட்டு உருகிச் சிதைந்தால் அதன் மீது வாழும் உயிரினங்கள் அனைத்தும் மாண்டு போகலாம். பூமியின் வாயுச் சூழ்வெளி குடை பிடித்து சூரியனின் உக்கிரக் கனல் மேற்தட்டைப் பாதிக்காமல் பாதுகாக்கிறது !

2. மேற்தட்டுக்குக் கீழாக 375 மைல் (600 கி.மீ) ஆழம் வரை இருப்பதை மேல் நடுத்தட்டு என்ற பெயரில் குறிப்பிட்டு அதை மேலரங்கம், கீழரங்கம் (Upper Zone & Lower Zone) என்று இரண்டாக வெவ்வேறு P-அலை வேகத்தில் பிரிவு செய்யப்படுகிறது.

3. கீழ் நடுத்தட்டு பூமியிலிருந்து 1800 மைல் (2900 கி.மீ) ஆழத்தில் செல்கிறது. மேல் நடுத்தட்டு, கீழ் நடுத்தட்டு இரண்டிலும் தாது மூலகப் பாறை (Peridotite – Mineral Rock) நிரம்பியுள்ளது.

4. புறக்கரு பெரும்பான்மையாக திரவ இரும்பு, நிக்கல் உலோகத்தைக் கொண்டது. இந்த திரவ அரங்கம் 3200 மைல் (5120 கி.மீ.) ஆழம் வரைச் செல்வது. இந்த அரங்கத்தில் மேலெழுச்சிக் கொந்தளிப் போட்டம் (Dynamo Action of Convection Currents) உள்ளதால் பூமியின் காந்த மண்டல (Earth’s Magnetic Field) விரிப்புக்கு ஏற்புடையதாகிறது.

5. உட்கரு 800 மைல் (1300 கி.மீ) விட்டமுள்ள ஓர் உலோகத் திடக் கோளம் (Solid Metal Globe) ! ஈர்ப்புச் சக்தியால் அங்குள்ள அழுத்தம் : பூதளத்தில் உள்ள அழுத்தத்தைப் போல் மூன்றரை மில்லியன் மடங்கு (35000 kg/mm^2) மிகையானது !

ஓய்வில்லாமல் உப்பிடும் இன்றைய பூகோளம் !

பல மில்லியன் ஆண்டுகளாக படிப்படியாக மிக மெதுவாகப் பூகோளத்தின் பூத வடிவம் மாறி வருகிறது ! 4.5 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன் தோன்றிய ஆரம்ப காலத்து விட்டம் 4000 மைல் (6600 கி.மீ.). 3.5 பில்லியன் ஆண்டில் அதன் விட்டம் 4800 மைலாக (8000 கி.மீ.) விரிந்தது. 2.8 பில்லியன் ஆண்டில் 5280 மைல் (8800 கி.மீ) விட்டமும், 600 மில்லியன் ஆண்டுகளில் 7200 மைல் (12000 கி,.மீ.) விட்டமும் இருந்து, இப்போது 7850 மைல் (12750 கி.மீ.) விட்டம் கொண்டுள்ளது. பூமியின் பூமத்திய விட்டம் 100 ஆண்டுகளுக்கு 5 அங்குலம் வீதம் நீள்கிறது ! பூதள உள்ளமைப்பில் உள்ள உலோகக் கனல் திரவம் கொந்தளிப்பதால் மேலெழுச்சி ஓட்டங்கள் (Convection Currents) நிகழ்கின்றன ! அந்த ஓட்டமே பூகோளத்தின் உந்துசக்தியாக (Driving Force) மலை மேடுகளை உண்டாக்கியும், கண்ட நகர்ச்சியைத் (Continentel Movement) தூண்டியும் வருகிறது !

பூமியின் உள்ளமைப்பை மெய்யாக நமக்கு அறிவிப்பவை நேரிடைக் கணிப்பு ஆராய்ச்சிகள் இல்லை ! மாறாக பூமிக்குள் எப்போதாவது ஏற்படும் பூகம்ப நடுக்கத்தின் அதிர்ச்சி அலைகளே (Earthquake Shock Waves) பூமியின் உள்ளமைப்பை மறைமுகமாக நமக்கு அறிவிக்கின்றன ! மனிதரின் நேரிடை அறிவு பூமியின் மேற்தட்டை 5 மைல் (8 கி.மீ.) ஆழத் துளையிட்டுக் கண்டறிந்தவையே ! நிலவையும், செவ்வாய்க் கோளையும் தெரிந்துள்ள அளவு மனிதன் பூமிக்குக் கீழ் 20 மைல் (33 கி.மீ) ஆழத்தில் உள்ள அமைப்பை அறியக் கூடிய நேரிடைக் கருவிகளை இதுவரைப் படைக்க வில்லை !

சூரியனைக் கோண வட்டத்தில் சுற்றும் பூமியும் நிலவும்

பூமியின் கடல் அலைகளில் உயர்ச்சி நிலை, தாழ்ச்சி நிலை (High Tide & Low Tide) எனப்படும் இரண்டையும் நிலவும், பரிதியும் தனியாகவும், நேர்கோட்டில் அமைந்தும் உண்டாக்கும். அப்போது கடல் வெள்ளம் பூமியின் ஒருபுறம் நீளமாகும் போது மறுபுறம் குறுகும். பூமி சூரியனைச் சற்று முட்டை வடிவான வீதியில் சுற்றுகிறது. அதனால் ஒரு சமயம் பூமி தன் சராசரி தூரத்தை விட 1,500,000 மைல் (2,500,000 கி.மீ) விலகிச் செல்கிறது. ஆயினும் பூமி பாதுகாப்பான “உயிர்ச்சாதகக் கோளத்தில்” (Ecosphere) இயங்க முடிகிறது. இந்தப் பாதுகாப்பு வெப்ப அரங்கம் சுக்கிரன் சுற்றுவீதி முதல் செவ்வாய்ச் சுற்றுவீதி வரை நீடிக்கிறது. ஏதாவது இயற்கை விதி மீறி பூமியின் சுற்றுவீதி மாறிப் போய் சூரியனுக்கு அருகில் சென்றாலோ அல்லது விலகிச் சென்றாலோ பேரளவு வெப்ப மாறுதல் உண்டாகி உயிரினமும், பயிரினமும் பேரளவில் பாதிக்கப்படும். விலகிச் சென்றால் பூமியின் கடல் பூராவும் உறைந்து பனிக்கோள் ஆகிவிடும். நெருங்கிச் சென்றால் சுக்கிரனைப் போல் பூமியும் சுடுபாலையாய் ஆகிவிடும் !

பூமியின் சாய்ந்த அச்சுக் கோணம் (23.45 டிகிரி)

பூமி தோன்றிய காலத்தில் புற அண்டம் ஏதோ ஒன்று தாக்கி அதன் சுழல் அச்சு 23.45 டிகிரி சாய்ந்து போனது. அந்த சாய்ந்த அச்சால் பூமிக்குக் காலநிலை (வசந்த காலம், கோடை காலம், இலையுதிர் காலம், குளிர் காலம்) மாறுகிறது. இந்த சாய்ந்த அச்சின் கோணம் சுமார் 23.5 டிகிரியில் இம்மியளவு கோணம் கூடியோ அல்லது குன்றியோ பூமி சுற்றினால் காலநிலைக் கோளாறுகள் பேரளவு நேர்ந்து பூமியின் உயிர்னங்களும், பயிரினங்களும் பாதிக்கப்படும். சூடேறும் பூகோளமாய் ஒருபுறத்தில் ஆகும் போது, மறுபுறத்தில் குளிர் நடுங்கும் பனிக் கோளாய் ஆகிவிடும்.பூமியின் பூத காந்த மண்டலம் !

சூரியனின் அசுரத்தனமான கதிர்ப்புயலைப் பாதுகாக்கும் ஒரு கவசமாகப் பூமியின் காந்த மண்டலம் உதவுகிறது. சூரியப் புயலில் அபாயகரமான மரண மின்னியல் கதிர்கள் பூமியை நோக்கி வீசுகின்றன. அவை யாவும் பூமியின் “வான் ஆலன் இரட்டை வளையங் களால்” (Van Allen Belts – Two Bands) தடுக்கப் படுகின்றன.

பூமியின் பூர்வீக பூத ஏகக் கண்டம் பாங்கியா (Super-Continent Pangaea)

ஆரம்ப காலத்துப் பூகோளத்தில் சுமார் 200 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இப்போதுள்ள தனித்தனிக் கண்டங்கள் (ஆசியா, ஆஃபிரிக்கா, ஆஸ்திரேலியா, வட அமெரிக்கா, தென்னமெரிக்கா, அண்டார்க்டிகா) எல்லாம் நெருங்கி ஒட்டிக் கொண்டு இருந்தன ! அந்த ஒற்றைப் பெருங் கண்டம் “பாங்கியா பூதக்கண்டம்” (Super-Continent Pangaea) என்று குறிப்பிடப் படுகிறது. 135 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அவை மெதுவாகப் பிரியத் தொடங்கின ! முதலில் பூதக்கண்டம் வடகோளம் (Laurasia), தென்கோளமாக இரண்டாய்ப் (Gondwana) பிரிந்தது. 65 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு இரண்டு பாதிகள் மேலும் பிரிந்து தற்போதுள்ள இடத்திற்கு நகர்ந்துள்ளன !

[தொடரும்]

+++++++++++++++++++++++++++++

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Astronomy Magazine.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)

2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How did the Solar System form ? (Aug 21, 2007)

3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)

4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)

5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? (April 2008)

6. Cosmos By Carl Sagan (1980)

7. Dictionary of Science – Webster’s New world (1998)

8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)

9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)

10 National Geographic Picture of Our Universe By Roy Gallant: (1986)

11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)

12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)

13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)

14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)

15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)

16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)

17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).

18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)

19 The Origin of Earth (www.moorlandschool.co.uk/earth/earthorigin.htm)

20 Structure & Composition of Earth’s Atmosphere (http//:ess.geology.ufl.edu/)

21 History of Earth (www.mansfield.ohio-state.edu/) (March 31 2007)

22 http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2011/05/dynamics-of-earths-core-linked-to-movement-of-tectonic-plates.html [May 19, 2011]

23  http://en.wikipedia.org/wiki/Inner_core  [September 16, 2013]

24 http://en.wikipedia.org/wiki/Inner_core  [September 19, 2013]

******************

S. Jayabarathan  (jayabarathans@gmail.com)  [September 22, 2013]

http:jayabarathan.wordpress.com/

(2013-2014)

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

**********************

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=c9qKIVlhXpQ

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=sF_Gbs1yj6w

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=CMwdhEKoBdw

2012 செப்டம்பர் முதல் தேதி வான் ஆலன் கதிர்வீச்சு வளையங்களை [Van Allen Radiation Belts] ஆராய நாசா ஏவிய இரட்டை விண்ணுளவிகள் [Van Allen Probes] ஏற்கனவே அறிந்த சக்தி மிக்க மின்கொடைத் துகள்கள் [High Energy Charged Particles] நிரம்பிய இரண்டு உள், வெளி வளையங்களைப் [Inner & Outer Belts] பற்றி அறிந்து கொள்ளவே  அனுப்பப் பட்டன.   ஆனால் விஞ்ஞானிகள் 50 ஆண்டு காலமாய்த் தீர்மானித்திருந்த பழைய அமைப்பு  மாறி  மெய்யாகக் கண்டது  இரண்டல்ல, மூன்று வளையங்கள்.   இது விண்ணுளவிக் கருவி பிழையாகக் காட்டிய தவறான காட்சி என்று விஞ்ஞானிகள் முதலில் ஐயமுற்றார்.   ஆனால் அப்போது மெய்யாகத் தோன்றிய  மூன்றாம் வளையம் ஒரு மாத காலம் பூமியில் நீடித்த பிறகு முழுமையாய் மறைந்தது !

டேனியல் பேக்கர் [விண்வெளிப் பௌதிக விஞ்ஞானி, கொலராடோ பல்கலைக் கழகம்] 

முதல் அண்டவெளி அதிர்ச்சி அலை அடித்து, [Interplanetary Shock Wave] மத்தியில் தோன்றிய மூன்றாம் கதிர்வீச்சு வளையம் 2012 செப்டம்பர் மாதம் முழுதும் காணப் பட்டது.   ஆனால் அப்போது வெளி வளையம் தெளிவாகவும், பிறகு தேய்ந்தும் மாறித் தெரிந்தது.  அக்டோபர் முதல் தேதி மற்றோர் அண்டவெளி அதிர்ச்சி அலை அடித்து, உள்ளமைப்பு வளையம் தவிர, மற்ற  மத்திய, வெளி வளையங்கள் இரண்டும் மறையும்படி செய்தது !    ஒரு வாரம் கழித்து மூன்றாவது அதிர்ச்சி அலை அடித்து வெளி வளையத்தை மீண்டும் காட்டி முன்பிருந்த இரட்டை வளைய அமைப்பை மறுபடித் தோன்றச் செய்தது.  இந்தக் கண்டுபிடிப்பு  பூமியின் கதிர்வீச்சு வளையங்கள் தோன்ற பரிதியின் ஆற்றல் மிக்க வெடிப்பு வெளிவீச்சுகளே [Solar Outbursts] காரணம்  என்று தெரிந்து கொண்டோம்.  ஆயினும் தற்போது தோன்றி, மறைந்த மூன்றாம் கதிர்வீச்சு வளையத்துக்கு ஒரு நியதியும் முழு விளக்கம் அளிக்க முடியவில்லை !

டேனியல் பேக்கர்.

விண்வெளி முற்போக்குப் பொறிநுணுக்கப் புதுத் திறத்தால்,  நாசாவின் வான் ஆலன் விண்ணுளவிகள் ஆழ்ந்த விளக்கமுடன் எப்படிக் கதிர்வீச்சு வளையங்களில் மின்கொடைத் துகள்கள் நிரம்பி உள்ளன வென்றும், அவற்றை அண்டவெளியில் எது தொடர்ந்து மாற்றி வருகிற தென்றும், இவ்வித மாறுதல்களால் எப்படி உயரத்தில் பூமியின் சூழ்வெளி பாதிக்கப் படுகிற தென்றும் விஞ்ஞானிகள் அறிய முடிகிறது.

ஜான் கிரென்ஸ்ஃபிலெட்  [NASA Associate Administrator for Science]

பரிதியின் மேற்தளத்தில் குளத்தில் விழுந்த கல் கோலமிடும் வட்டங்கள் போல் சூரிய பூகம்பங்கள் ஏற்படுவதாக 1972 ஆம் ஆண்டிலே உல்ஃப்  (Wolff) என்பரால் முன்னறிவிக்கப் பட்டது.   அவை சூரிய தளத்தின் கீழே திடீரென எழும் சக்தியால் வளையும் ஒலி அலைகள் தோன்றி மெய்யாக மேற்தளத்தில் வட்டங்களாய் உண்டாகின்றன.

டாக்டர் ஸெர்கி ஸகராவ்  (Dr. Sergei Zharkov)   (UCL’s Mullard Space Science Laboratory)

“சமீபத்தில் நான் கற்றுக் கொண்டது இதுதான் : பூமியின் உட்கருவை மெதுவாக ஆனால் அசுரத் தீவிரத்தில் பாதிப்பது சூரியன் ஒன்றே !  பூமியின் காலநிலைச் சூழ்வெளி மாறுதலுக்குச் (Climate & Weather Change) சூரியனே பிரதானக் காரணி என்பதை நானும் எனது கீர்த்தி பெற்ற விருந்தினர்கள் டாக்டர் பீட்டர் ஆல்ஸனும் டாக்ரட் நிகோலா ஸ்கஃபீட்டாவும் ) ஒப்புக் கொண்டோம்.”

மிட்செல் பாட்டிரோஸ் (Mitchel Battros) (Solar Rain நூல் படைப்பாளி)

“பரிதி உச்சத்தின் (Solar Maximum) போது எப்போதும் (பரிதித் துருவத் திருப்பம்) நிகழ்கிறது !  பரிதி வடுக்களின் எண்ணிக்கை (Sunspots) உச்சமாகும் போது அதன் துருவ முனைகள் மாறுகின்றன.  இப்போது அந்த உச்ச நிலையைப் பரிதி அடைவது ஒரு நல்ல அறிகுறியாகத் தெரிகிறது.”

டேவிட் ஹாத்தவே (David Hathaway, Solar Physicist, Marshal Space Flight Center)

பரிதிக் கோளத்தில் (Heliosphere) நிகழும் துருவத் திருப்பத்தின் தாக்கம் மிகவும் சிக்கலானது !  பரிதி வடுக்கள் தீவிரக் காந்த முடிப்புகள் சேமிக்கப் பட்டுள்ள பெரும் களஞ்சியம். இரட்டைத் துருவக் காந்தப் பட்டை (Dipole Magnetic Field) மறைந்து போனாலும் முடிச்சு அவிழ்ந்து காந்த தளம் சுருள் சுருளாக வெளிப்புறம் பாய்கிறது.  துருவத் திருப்பம் நேரும் போது பரிதிக் கோளம் காணாமல் போவதில்லை !  வெற்றிடத்தை நிரப்பிட ஏராளமான, சிக்கலான அளவுக் காந்த அமைப்பாடுகள் இருக்கின்றன.  இதுவரை விஞ்ஞானிகள் மேலிருந்து கீழ் நேரான நோக்கில் துருவத் திருப்பத்தைக் காணவில்லை.  இப்போது “யுலிஸிஸ் விண்ணுளவி” விஞ்ஞானிகளுக்கு பரிதியின் மெய்யானச் சோதிப்பு உளவைக் காட்டப் போகிறது.

டேவிட் ஹாத்தவே. (டிசம்பர் 9, 2005)

“பரிதியின் காந்த மண்டலம் சூரிய குடும்பம் முழுவதையும் “பரிதிக் குமிழி” எனப்படும் ஒரு கோளத்துக்குள்  (Heliosphere Bubble) மூடிக் கொள்கிறது.  அப்பரிதிக் கோளம் 50 AU முதல் 100 AU வானியல் அளவீட்டில் நீட்சி அடைந்து புளுடோ சுற்று வீதிக்கு அப்பாலும் செல்லும்.  [1 Astronomical Unit (AU) = Unit Distance Between Sun & Earth]. சூரியனின் காந்தத் தள மாறுபாடுகள் பரிதிக் குமிழியின் வழியாக பரிதிப் புயலால் எடுத்துச் செல்லப் படுகின்றன.”

ஸ்டீவ் சூயஸ் (Steve Suess, Solar Physicist, Marshal Space Flight Center)

“வான் ஆலன்” கதிர்வீச்சு வளையம் [Van Allen Radiation Belt] என்பது என்ன ?

பூமியைச் சுற்றி இருக்கும் இந்த “டோநட்” வடிவ வளையத்தில் [Donut Shape Ring]  சக்தி வாய்ந்த பிளாஸ்மா மின்கொடைத் துகள்கள், எலெக்டிரான், புரோட்டான் [Energetic Charged Particles – Plasma (Electrons & Protons)] ஆகியவை எண்ணற்ற அளவில் நிரம்பி உள்ளன.   இவற்றை இந்த வளையத்தில் வைத்திருப்பது பூமியின் ஆற்றல் மிக்க காந்த தளம்.  இந்த புலப்படாத உள், வெளி எனப்படும் இரு வளையங்கள் பூமிக்கு உயரத்தில் 100 – 60,000 கி.மீ.  [60- 36,000 மைல்] இருப்பதை விண்ணுளவிகள் கண்டுபிடித்துள்ளன.   அந்த அரங்குகளில் உயரத்துக்கு ஏற்பக் கதிர்வீச்சு அளவீடுகள் [Radiation Levels] ஏறி இறங்கி மாறுபடுகின்றன.   பெரும்பான்மை யான இந்த மின்கொடைத் துகள்கள் பரிதிப் புயல் [Solar Winds] மூலமாகவோ அல்லது அகிலக் கதிர்கள் [Cosmic Rays] மூலமாகவோதான் வந்திருக்க முடியும் என்று விஞ்ஞானிகள் கருதுகிறார்.

1958 ஆண்டில் உள் வளையம், வெளிவளையம் ஆகிய இரு வளையங்களையும் முதன்முதல் பூமியின் காந்தக் கோளத்துக்கு [Earth’s Magnetoshere] உள்ளே இருப்பதைக் கண்டுபிடித்த அமெரிக்க விஞ்ஞானி “ஜேம்ஸ் வான் ஆலன்” [James Van Allen] பெயரே அவற்றுக்கு இடப்பட்டன.   வெளி வளையத்தில் பூராவும் சக்தி மிக்க எலெக்டிரான்களும், உள் வளையத்தில் எலெக்டிரான், புரோட்டான் ஆகிய இரண்டு துகள்கள் கலந்தும் இருப்பது தெரிய வந்தது.   மேலும் குறைந்த அளவில் ஹீலிய அணுக்கருவின் ஆல்ஃபா  துகள்கள் [Alpha Particles from Helium Nuclei] இரு வளையங்களிலும் இருந்து வருகின்றன.

முதல் அண்டவெளி அதிர்ச்சி அலை அடித்து, [Interplanetary Shock Wave] மத்தியில் தோன்றிய மூன்றாம் கதிர்வீச்சு வளையம் 2012 செப்டம்பர் மாதம் முழுதும் காணப் பட்டது.   ஆனால் அப்போது வெளி வளையம் தெளிவாகவும், பிறகு தேய்ந்தும் மாறித் தெரிந்தது.  அக்டோபர் முதல் தேதி மற்றோர் அண்டவெளி அதிர்ச்சி அலை அடித்து, உள்ளமைப்பு வளையம் தவிர, மற்ற  மத்திய, வெளி வளையங்கள் இரண்டும் மறையும்படி செய்தது !    ஒரு வாரம் கழித்து மூன்றாவது அதிர்ச்சி அலை அடித்து வெளி வளையத்தை மீண்டும் காட்டி முன்பிருந்த இரட்டை வளைய அமைப்பை மறுபடித் தோன்றச் செய்தது.  இந்தக் கண்டுபிடிப்பு  பூமியின் கதிர்வீச்சு வளையங்கள் தோன்ற பரிதியின் ஆற்றல் மிக்க வெடிப்பு வெளிவீச்சுகளே [Solar Outbursts] காரணம்  என்று தெரிந்து கொண்டோம்.  ஆயினும் தற்போது தோன்றி, மறைந்த மூன்றாம் கதிர்வீச்சு வளையத்துக்கு ஒரு நியதியும் முழு விளக்கம் அளிக்க முடியவில்லை !

இந்த இரண்டு வளையங்களும் விண்வெளித் துணைக்கோள் தொடர்புகளையும், கருவிகளையும் [Satellite Communications and Instruments]  பாதிக்கின்றன.  மின்கொடைத் துகள்கள் வீசும்  பேரளவு கதிர்வீச்சிலிருந்து கருவிகள் போதிய கவசமுடன் பாதுகாக்கப்பட வேண்டும்.  2013 பிப்ரவரி 28 ஆம் தேதி நாசாவின் வான் ஆலன் விண்ணுளவிகள், தோன்றி மறைந்த மூன்றாம் கதிர்வீச்சு மாய வளையத்தைக் [Third Transient Radiation Ring] கண்டுபிடித்து வானியியல் விஞ்ஞானிகளை வியக்க வைத்தன !    அத்துடன் மூன்றாவது வளையம் நான்கு வாரங்களே நீடித்து மேலும் விஞ்ஞானிகளை வியப்புறச் செய்தது !

பரிதியில் எழும் சூரிய தீப்புயல்கள் புரியும் தீவிர விளைவுகள்

2012 மார்ச் 30 ஆம் தேதி  முல்லார்டு விண்வெளி விஞ்ஞான ஆய்வுக் கூடத்தைச்  (UCL’s Mullard Space Science Laboratory) சேர்ந்த டாக்டர் ஸெர்கி ஸகராவ்  (Dr. Sergei Zharkov)  தேசீய வானியல் கூட்டரங்கில்   (National Astronomy Conference)  தனது ஆய்வு உரையை நிகழ்த்திய போது கீழ்வரும் அதிசயத் தகவலை முதன்முதல் எடுத்துக் கூறியிருக்கிறார்.    அதாவது  பரிதியின் காந்த புலத்தாலும், மின்னேறிய துகள்களாலும் சூரிய தீப்புயல்கள் (Solar Eruptions) எழும்போது  பரிதிப் பூகம்பங்கள் (Sunquakes) உண்டாக்கப் படுகின்றன.   காரணம் :  அப்போது பரிதியிலிருந்து பேரளவு காந்தத் திரட்சி வடிவு (Magnetic Structure) சூரிய மண்டலச் சூழ்வெளியில்  வெளியேறுகிறது.    சூரியப் பூகம்ப நிகழ்ச்சியின் முதல் நோக்கை ஆய்வு செய்து 1990 ஆண்டு முடிவில் அறிவித்தவர் இருவர் : கோஸோவிசெவ்  & ஸர்காவ் (Kosovichev   &  Zharkov) .  கடந்த பத்தாண்டு காலத்தில் பரிதிச் சூழ்வெளியில்  வீசப் பட்ட சூரிய தீப்புயல்களின் (Solar Flares) வலுமிக்க துகள் கற்றைகள் தாக்கி (Impact of Powerful Beams of Particles) பரிதிக்குள் புகுந்து  சூரியப் பூகம்பங்களை  (Sunquakes) உண்டாக்கும்  என்பது உறுதியாக நிலைநாட்டப் பட்டது.    இப்போது 2012 இல் வெளியான  புதிய ஆய்வு அறிக்கையில் பரிதியின் “காந்தப் புலத் திணிவு எழுச்சிகளும்”   (CME Coronal Mass Ejections) சூரியப் பூகம்பத்தை உண்டாக்குகிறது என்பது தெரிய வருகிறது.

இந்த விஞ்ஞானிகள் இருவரும் 2011 பிப்ரவரி 15 இல் பரிதியில் நேர்ந்த தீப்புயல்களை ஆய்வு செய்து 2011 மார்ச்சில் நேர்ந்த கிழக்கு ஜப்பான் புகுஷிமா பகுதி 9.0 ரிக்டர் நிலநடுக்கத்தை விட 1000 மடங்கு ஆற்றல் உள்ள சூரியப் பூகம்பம் எழுந்ததைக் கூறியிருக்கிறார்.   அந்த சூரியப் பூகம்பத்தைத் தூண்டியது பரிதிக் காந்த புலத்தின் புயலான இரு வால் முனைகளே.    அதாவது தீப்புயலில் உள்ள காந்தப் புலத்தின் திடீர் விரிவுதான் சூரிய பூகம்பத்தை உண்டாக்கி உள்ளது.    பரிதி  மண்டலத்தில் பாயும் தீப்புயலின் சராசரி வேகம்  வினாடிக்கு 600 கி.மீ. தூரம் (600 km/sec) (360 mps).  அதே பூகாந்தப் புயல் (Geomagnetic Storm) பூமியைத் தாக்கி  துருவங்களில் ஒளித்தோரணமும் தோன்றியது.

பரிதியில் நேரும் இந்தக் கண்கொள்ளாக் காட்சிகள் சூரியச் சூழ்வெளியிலிருந்து எப்படிப் பரிதி மேற்தளத்திற்கும் உட்கருவுக்கும் சக்தியும் நெம்பு நிறையும் (Energy and Momentum) வருகின்றன என்று ஆராய விஞ்ஞானிகளுக்கு மிகவும் உதவுகின்றன.

பரிதியின் மேற்தளத்தில் குளத்தில் விழுந்த கல் வரையும் வட்டங்கள் போல் சூரிய பூகம்பங்கள் ஏற்படுவதாக 1972 ஆம் ஆண்டிலே உல்ஃப்  (Wolff) என்பரால் முன்னறிவிக்கப் பட்டது.   அவை சூரிய தளத்தின் கீழே திடீரன எழும் சக்தியால் வளையும் ஒலி அலைகள் தோன்றி மெய்யாக மேற்தளத்தில் வட்டங்களாய் உண்டாகின்றன என்று   டாக்டர் ஸெர்கி ஸகராவ்  (Dr. Sergei Zharkov) சொல்கிறார்.   2012 ஆண்டில் பரிதியின் கொந்தளிப்பு மிகையாக ஏறுவதால் அதன் உச்சநிலை 2013 இல் அதிகமான சூரிய பூகம்ப எண்ணிக்கையுடன், அவற்றின் மூல காரணங்களையும் முக்கிய விளைவுகளையும் அறியவும் உதவும்.

அடித்தட்டு நகர்ச்சியின் போது பூமிக்குள்ளே என்ன நிகழ்கிறது ?

பூமிக்குள் அடித்தட்டு நகர்ச்சியைத் (Plate Tectonics) துடிக்க வைத்துப் பூகம்பத்தை எந்த விதப் புறத் தூண்டல் உண்டாக்குகிறது என்பதைப் பூதள விஞ்ஞானிகள் இதுவரைக் குறிப்பிட்டுக் காட்ட வில்லை !  ஆனால் அவர்கள் கருதுவது : பூமியின் உட்கருவில் எழும் வெப்பம் மெதுவாக உள்தட்டு (Mantle) ஓட்டத்தைத் தடிப்பான மேல்தட்டு (Lithosphere) அடுக்கில் எழுப்பி விடுகிறது.  கடந்த மில்லியன் கணக்கான ஆண்டுகளாய்க் கடையும் இந்த கொந்தளிப்பு இயக்கமே கடற்தட்டுகளையும், அடித்தட்டுகளையும் நகர்த்தி வருகிறது.  பூதள விஞ்ஞானிகள் இவ்வித அடித்தட்டு நகர்ச்சி நிகழ்ந்து கடந்த 2.5 முதல் 4 பில்லியன் ஆண்டுகளாகப் பூமியின் மேல் தளத்தை உருவாக்கி வந்திருக்கிறது என்று மதிப்பிடுகிறார்கள்.  இப்போதும் அந்த நகர்ச்சி தொடர்ந்து இயங்கி வருகிறது.

இந்திய மண்திணிவு எதிர்த்துத் தள்ளுவதால் இமயத்தின் சிகரங்கள் உயர்ந்து கொண்டே போகின்றன !  ஹவாயித் தீவுகள் ஜப்பானை நோக்கி அங்குல அங்குலமாய் நகர்கின்றன ! ஐரோப்பாவும் வட அமெரிக்காவும் ஒன்றை விட்டு ஒன்று விலகிச் செல்கின்றன !  அதாவது அட்லாண்டிக் கடல் அகலமாகிப் பசிபிக் கடல் சுருங்கி வருகிறது !  இன்னும் மில்லியன் ஆண்டுகள் தாண்டி ஒருவர் நோக்கினால் உலகக் கண்டங்களின் புதிய அமைப்பில் வேறு முகத்தோடு செதுக்கப் பட்டிருக்கும் !  பூமியானது மாபெரும் ஏழு அடித்தட்டுகளோடு பல்வேறு சிறு அடித்தட்டுகளைப் பின்னி மேல் தளத்தை அமைத்துக் கொண்டுள்ளது !  உள்ளே உள்ள பூமியின் வெப்ப திரவம் வலுவற்ற பகுதிகளின் வழியே கசிந்து வெளியேறி அவற்றில் எரிமலை அரங்குகள், தீவுகள் உண்டாகின்றன.

ஓராண்டில் சுமார் ஒரு மில்லியன் நிலநடுக்கங்கள் பூமியில் நேருகின்றன என்று பூதள விஞ்ஞான நூலில் குறிப்பிடப் பட்டுள்ளது !  இவற்றில் பல மிகச் சிறிய அதிர்வுகள்.  கருவிகளால் மட்டுமே அவை உணரப்பட்டுப் பதிவாகின்றன.  ஒவ்வோர் ஆண்டிலும் சராசரிச் சுமார் 10,000 பூகம்ப மரணங்கள் நேருகின்றன.  அதாவது ஓராண்டில் இரண்டு பூகம்பங்கள் நேர்ந்தால் சராசரி மரணங்கள் 5000 (2X5000 =10,000) ஏற்படலாம்.  1900 ஆண்டு முதல் 2009 வரை 6.1 முதல் 9.5 ரிக்டர் அளவீட்டில் சுமார் 50 அசுரப் பூகம்பங்கள் நேர்ந்துள்ளன !  அவற்றில் 2004 ஆம் ஆண்டு இந்து மாக்கடலில் 9 ரிக்டர் அளவீட்டில் நேர்ந்த இந்தோனேஷியா கடற்தட்டுப் பூகம்பத்தில் எழுந்த சுனாமி அலையடிப்பில் தென்னாசியக் கடற்கரை நாடுகளில் 250,000 மக்கள் உயிரிழந்தனர் !  உடைந்த இல்லங்கள், இழப்புகள் பல பில்லியன் டாலர் மதிப்புள்ளவை !  வரலாற்றில் மாபெரும் மனித இனச் சேதம் !

பூகம்ப நகர்ச்சியும் பூமியின் பூதள மின் ஜனனியும்

பூகம்பம் என்பது பூமிக்கடியில் எழுந்து மேல் தளத்தில் அல்லது கடற் தளத்தில் நேரும் ஒரு திடீர் நில அதிர்ச்சி !  அந்த நிலநடுக்கத்தைப் பூமிக்கடியில் மெதுவாகப் பாறைகளில் சேமிக்கப்பட்ட சக்தியின் வெளிப்பாடே உண்டாக்குகிறது !  இந்தச் சக்திக்கு மூல காரணி யாது ?  எப்படிச் சக்தி பாறைகளில் சேமிப்பாகிறது ?  ஏன் திடீரென நிலநடுக்கம் ஏற்படுகிறது ?  பூமியின் உள்ளமைப்புப் படத்தைப் பார்த்தால் “லித்தோ கோளம்” (Lithosphere) முறியும் பாறைகளைக் கொண்டதாகத் தெரியும்.  அக்கோளம் சுமார் 100 கிலோமீடர் (60 மைல்) தடிப்புள்ளது.  மேலும் “ஆஸ்தெனோ கோளத்தின்” (Asthenosphere) சூடான பிளாஸ்டிக் பாறையில் அது மிதக்கிறது.  லித்தோ கோளம் அனைத்தும் “நகர்ச்சி அடித்தட்டுகள்” (Tectonic Plates) எனப்படும் ஏழு பெரும் துண்டங்களாகவும் பல்வேறு சிறு துண்டங்களாகவும் பிரிக்கப் பட்டுள்ளன !  அந்த நகர்ச்சி அடித்தட்டுகள் ஆண்டுக்குச் சதா 1 முதல் 1.8 செ,மீடர் நகர்ந்து செல்வதால், ஒன்றை ஒன்று முட்டி, மோதி, நழுவிக் குதிரை ஏறி எல்லைப் பகுதியில் (Plate Boundaries) தள முறிவுகளை ஏற்படுத்துகின்றன.  அவ்விதம் அடுத்தடுத்து ஜப்பான், இந்தோனேஷியா, ஸான்பிரான்சிஸ்கோ, தென்னமெரிக்காவின் பெரு (Peru) நாட்டுப் பகுதிகளில் தொடர்ந்து நிலநடுக்கம் ஏற்பட்டு வருகிறது.

பூதள விஞ்ஞானிகள் பூமி உட்கருவின் காந்தத் தளத்தில் ஏற்படும் ஏற்ற இறக்கத்துக்கு என்ன காரணம் என்பதை நீண்ட காலமாக அறிந்திருந்தார்கள்.  நமது பூமி மற்ற சூரியக் கோள்களைப் போல் தனது உட்புறப் “பூதள மின் ஜனனியைக்” (Internal Geodynamo) கொண்டு சுயக் காந்த தளத்தை உண்டாக்கிக் கொள்கிறது.  பூமியின் மின் ஜனனி சாதாரண மின்சார ஜனனி போல் சுழலும் உட்கருவின் இயக்கத்தால் மின்னோட்டத்தை நிகழ்த்துகிறது.  நிலவைப் போல் ஏழு மடங்கு கொள்ளளவுள்ள ஓர் இரும்புத் திரவக் கடல் பூமிக்குள் சுற்றிப் பூதள மின் ஜனனியாக இயங்கி வருகிறது.

சூரியனே பூமியின் காலநிலைச் சூழ்வெளி மாறுதலுக்குக் காரணம்

பூமியின் காலநிலைச் சூழ்வெளி மாறுதலுக்குச் (Climate & Weather Change) சூரியனின் வாயுக் கோளக் கொந்தளிப்பே காரணம் என்பது பூதள விஞ்ஞானிகள் பலரது முடிவாகத் தெரிகிறது.  பூகோளச் சூடேற்றத்தின் நீட்சிக்குப் (Global Warming Trend) பரிதியின் கொந்தளிப்புப் புயலே பெரும் பங்கேற்கிறது.  அதற்கு மனித விளைவுகளின் பங்கு சிறிதளவே !  சூரியனே நமது பூமியில் நேரும் பாதிப்புகளுக்கு பூகோளத்தின் உட்கருவில் ஒரு சங்கிலி இயக்கத்தைத் தூண்டும் ஒரு யந்திரமாக உள்ளது !  நமது விஞ்ஞான நுண்கருவிகள் அனைத்தும் (விண்ணுளவிகள், தொலைநோக்கிகள்) விண்ணை நோக்கிப் பரிதியின் இயக்கத்தையும், அதனால் ஏற்படும் பூமியின் காந்த தளம், பூமியின் சூழ்வெளியில் அயனிக் கோளம், ஸ்டிராடோ கோளம் ஆகியவற்றின் பாதிப்புகளையும் ஆராய்ந்து அளந்து வருகின்றன.

பூமியில் இடி மின்னல் தாக்குவது போல் பூமியின் சக்தி முறுக்கேறிய உட்கருவும் (Highly Charged Core) நடந்து கொள்கிறது.  பூமியின் உட்கரு, கீழ்த்தட்டு, மேல்தட்டு (Core, Mantle & Crust) ஆகியவற்றை ஆய்ந்து உளவு செய்த டாக்டர் பீட்டர் ஆல்ஸன் கருத்துக்கேற்ப பரிதியின்  “காந்தப் புலத் திணிவு எழுச்சிகளும்” [Corona Mass Ejection (CME)] மற்றும் பல்வேறு விண்வெளி அனுப்பும் மின்கொடைத் துகள்கள் (Charged Particles) மின்னல் அடிப்பு போல் தாக்கும் பொருட்களில் எதிரடியும் உண்டாக்கு கின்றன !

கடற் தளத்தின் மீது சீரான காந்தத் திணிப்புகள்

1950 ஆண்டுகளில் கடற் தளத்தின் கீழ் பெட்ரோலிய ஆயில் புதையல்களைத் தேடிச் செல்லும் பூதள ஆய்வாளர் காந்தக் கருவி களைக் கட்டிக் கப்பல் அல்லது விமானம் மூலம் ஆராய்ந்த போது காந்த வலுவற்ற பாறைகளுக்கு அருகில் ஆயில் கிணறு இருப்பதைச் சோதித்தார்கள்.  பூமியின் தளத்தில் நோக்கிய போது பாறைக் காந்தங்கள் தாறுமாறாய் இங்கும் அங்கும் செம்மை யில்லாது இருந்தன.  ஆனல் கடற்தளங்களில் காந்தப் பாறைகள் அவ்விதம் அமையவில்லை !  மாறாக 1960 ஆண்டுகளில் அட்லாண்டிக் கடலில் தேடிய போது கடற்தளப் பாறைகளின் காந்தங்கள் சீராக ஓரினப் பண்பாட்டில் விந்தையாக நீண்ட அளவுத் துண்டங்களாய் “மைய அட்லாண்டிக் பிளவுக்கு” இணையாக (Parallel to the Mid-Atlantic Ridge) அமைந்திருந்தன.  அந்த மைய அட்லாண்டிக் கோட்டில்தான் எரிமலைக் கசிவுகள் உண்டாகி எரிமலைத் தீவுகள் எழும்பியுள்ளன !  மற்றும் எல்லைக் கோட்டில் தான் பூகம்பங்களும் பல நேர்ந்துள்ளன.

கடற் தளப்பரப்பு விலகி நகர்தல் !

1962 இல் லாரென்ஸ் மார்லி (Lawrence Morley) என்பவர் கடற்தள விரிவைப் பற்றி முதன்முதல் அறிவித்தைப் பல பூதள விஞ்ஞானிகள் நிராகரித்தார்.  லாரென்ஸ் மார்லி, அடுத்து டிரம்மண்டு மாத்யூஸ், ·பிரெடெரிக் வைன் ஆகிய மூவரும் கடற்தளம் தொடர்ந்து சீராக ஆண்டுக்கு 2.5 செ.மீடர் வீதத்தில் விலகிக் கொண்டு வருவதாக அறிவித்தனர்.  அடித்தட்டுகள் விலகும் போது பிளவில் எரிமலைக் குழம்பு கசிந்து பிறகு குளிர்ந்து படிகிறது.  அப்போது அவை தமது காந்த முனை அமைப்புகளையும் முத்திரை செய்தன.  சராசரி அரை மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை பூகாந்தம் முனைத் திருப்பம் செய்கிறது.  அதே போல் கடற்தளப் பாறைகளும் தமது காந்த முனைத் திருப்பங்களைப் பதிவு செய்கின்றன.  அதாவது பூமியின் கடற்தளம் ஒரு “பூத நாடாப் பதிவு மானி” (Giant Tape Recorder) போல் இயங்குகிறது !  இவ்விதமாக அனைத்துக் கடற்தளங்களும் வெவ்வேறு காந்த முனைகளைப் பதிவு செய்த பாறைத் துண்டங்கள் கொண்டதாக காணப் படுகின்றன.  அந்த கடற்தள அடித்தட்டுகளைத் தொடர்ந்து தள்ளிக் கொண்டு நகர்த்துவது பூமியின் உட்கரு வெப்பச் சக்தியே !

[தொடரும்]
+++++++++++++++++++

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines, Science Illustrated, Wikipedia & Earth Science & the Environmental Book.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Did the Solar System form ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. National Geographic – Invaders from Space – Meteorites (Sep 1986)
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world (1998)
8. Physics for Poets By :  Robert March (1983)
9. Atlas of the Skies (2005)
10 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
11 Universe By : Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Science Daily : Magnetic Field Reversals Illuminated By Lava Flows Study [September 26, 2008]
13 Pure Energy System News : Earth’s Magnetic Field Reversal By : Mary-Sue Haliburton
14 Magnetic Storm Home Page What Drives Earth’s Magnetic Field (Oct 2003)
15 BBC News : Is The Earth Preparing to Flip ? By : David Whitehouse (March 27, 2003)
16 Scientific American Magazine – Our Ever Changing Earth – Probing the Geodynamo By : Gary Glatzmaier & Peter Olson (September 26, 2005)
17 Solar Pole Shift & Pole Reversal in 2012 ( http://newsvote.bbc.co.uk/mpapps/pagetools ) By : Patrich Geryl (May 19, 2009)
18 Science at NASA – The Sun Does a Flip (February 15 2001)
19 India Daily Technology Team (Aug 8, 2005)
20 NASA Claims Sun Polar Shift Due in 2012 (Dec 9, 2005)
21 Earth Wobbles Linked to Extinctions (Oct 11, 2006)
22 The Sun’s Magnetic Cycle By Dr. David Stern (April 12, 2007)
23 Earth’s Magnetic Reversals & Moving Continents By Dr. David Stern (Feb 23, 2008)
24 The Sunspot Cycle By Mitzi Adams (June 6 2009)
25 ECTV News Letter – Has The Solar Magnetic Pole Reversal Already Begun ? By : Mitch Battros (Oct 10, 2005)
26 New Sunspot Activity Threatens Mobile Phone Networks (Jan 7, 2008)
27 Sun’s Polar Reversal 2012 – The Next Magnetic Polar Shift & Consequences
28 http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40906041&format=html (Earth’s Pole Reversal)
29 National Geographic Picture Atlas of Our Universe By : Roy Gallant (1986)
29 (a) National Geographic – Sun Bursts By Curt Suplee (July 2004)
30 American National Oceanic & Atmospheric Administration (NOAA) Forecast – Next Solar Storm Cycle 24 Will Start Late NOAA Website : http://www.noaa.gov & NOAA’s Space Environment Center: <http://www.sec.noaa.gov&gt; (April 25, 2007)
31 Philip’s World Atlas – Solar System Profile & Anatomy of the Earth (2005)
32 Oxford Essential World Atlas – Restless Earth (2006)
33 Hutchison The Encyclopedia of Earth : Magnetism, Gravity & Heat (1985)
34 National Geographic Picture Atlas of Our Word (1990)

35 Earth Science & The Environment By : Graham Thompson & Jonathan Turk (1993)
36 http://www.space.com/11506-space-weather-sunspots-solar-flares-coronal-mass-ejections.html  (Space Weather: Sunspots, Solar Flares & Coronal Mass Ejections)
37  http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2006/10mar_stormwarning/  (NASA Science News   Solar Storm Warning)  (March 10, 2006)
38  http://www.thecityedition.com/Pages/Archive/2010/Sunspots.html  [Sunspot Cycles & Power Grid] (November 18, 2011)
39 http://solarham.com/ Joint USAF/NOAA Report of Solar and Geophysical Activity SDF Number 104 Issued at 2200Z (April 13, 2012)
40.  Solar Science  – Solar Eruptions Cause Sunquakes  (April 4, 2012)

41.  http://en.wikipedia.org/wiki/Van_Allen_Probes  [Twin Van Allen Probes]  [June 16, 2013]

42.  http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2013/28feb_thirdbelt/  [Van Allen Third Belt] [February 28, 2013]

43.  http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=third-van-allen-radiation-belt-makes-appearance-around-earth  [February 28, 2013]

44.  http://www.webpronews.com/radiation-belt-around-earth-discovered-by-nasa-2013-03  [March 1, 2013]

45.  https://en.wikipedia.org/wiki/Van_Allen_radiation_belt   (Van Allen Radiation Belts)  [June 16, 2013]

46.  http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2286560/Third-Van-Allen-belt-Earth-Space-probes-shed-new-light-hazardous-space-regions-filled-killer-electrons.html  [March 1, 2013]

47.  http://www.americaspace.com/?p=32169   (Third Radiation Ring Discovered)  [March 3, 2013]

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

S. Jayabarathan  (jayabarathans@gmail.com)  [July 7, 2013]

https://jayabarathan.wordpress.com/

[வான்தூக்கு  விளைவு]

சி. ஜெயபாரதன்,B.E.(Hons),P.Eng.(Nuclear) Canada

+++++++

http://phys.org/news/2013-06-atoms.html

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=cx75I5gUm-Q

https://www.youtube.com/watch?v=oSCX78-8-q0&feature=player_embedded

https://www.youtube.com/watch?v=rNf-A3m6HVo&feature=player_embedded

++++++++++++++++++

பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பில்
ஒரு பொரி உருண்டை
பரமாணுக் களாகி, அணுவாகி
அணுக்கள் நர்த்தனம் ஆடி
மூலக்கூறாகி நேராகித்
சீரான நகர்ச்சியில் திரண்டு
அண்டமாகி,
அண்டத்தில் கண்டமாகிக்
கண்டத்தில்
துண்டமாகிப் பிண்டமாகி,
பிண்டத்தில் பின்னமாகிப்
பிளந்து தொடரியக்கப் பிளவில்
பேரளவுச் சக்தி யாகித்
சீராகிச் சேர்ந்து
சின்னஞ் சிறு அணுக்கருக்கள்
பிணைந்து, பேரொளி யாகிப்
பிரம்மாண்டப் பிழம்பாகி,
பிணைவு சக்தியாகிப்
பரிதியாகி,
பரிதியின் பம்பரப் பந்துகளாகி,
பாச பந்த ஈர்ப்பில்
ஊசலாடி
அகில வெளியில்
மகத்தான தோரணமாய்
அம்மானை ஆடுகிறாள், என்
அன்னை !

+++++++++++++

தங்கம், பல்லேடியம் போன்ற உலோகங்கள் சில இரசாயன இயக்கங்களைத் தூண்டும் வினை ஊக்கியாகப்  [Catalyst] பயன்படுகின்றன.  அணுக்கள் ஜோடியாய் ஆடும்போது, பெரும்பான்மையான அணுக்கள் சுற்றியுள்ள வாயுடன் சேராது, வினை ஊக்கும் தன்மை பேரளவில் குறைகிறது.  இந்தக் காரணத்துக்காக எமது குழுவினர் ஒரேவித அணுக்கள் எப்படி ஒரு தளத்தில் கொத்துக்களாய் [Clusters] உருவாகின்றன என்றும்,  எப்படி இயக்கங்களை முற்றிலும் தடுப்பது என்றும் ஆய்வுகள் செய்கிறோம்.  பல ஆண்டுகளாக இந்த விளைவின் கோட்பாடைப் பற்றி உரையாடிக் கொண்டு வருகிறோம்.  ஆனால் வியன்னா பொறியியற் துறைப்  பல்கலைக் கழக ஆய்வு நிபுணர்கள் அணுக்கள் கொத்தை நேரடியா நோக்கி வருகிறார்.  அதி உச்ச சூனியப் பேழையில் மிகத் தூய இரும்பு ஆக்ஸைடு தளத்தில் பல்லேடியம் அணுக்களைச் சோதிக்கப் பயன்படுத்தி வருகிறோம்.

பேராசிரியர் உல்ரிக் டைபோல்டு [Institute of Applied Physics, Vienna University of Technology]

அணுக்கள் அதிரத் தொடங்கி தம்மைப் போல் ஒரே அதிர்வும், ஒரே திசைப் போக்கும், ஒரே பண்பும் கொண்ட வேறோர் துணையைத் தேடிப் பிடித்து ஒன்றாகி ஒரு புழுபோல் நேர்கோட்டில் நகர்கின்றன.  ஒரு பளிங்குப் படிமத்தில் [Crystalline System]  பேரளவு எண்ணிக்கைப் புழுக்கள் ஒரு கால வரையறைக்குள் உற்பத்தி யாகும் போது, நிலை குழம்பி, ஓரினத்துவ உருக்கல் [Homogeneous Melting] துவங்கிறது.”

பேராசிரியர்  மோ லி  [Professor Mo Li, Georgia Tech School of  Materials Science and Engg]

படிமங்கள் [Crystals] எந்த உள்ளமைப்பு கொண்டிருந்தாலும், அணுக்களும், மூலக்கூறுகளும் இசைவான நகர்ச்சியைக் கொண்டுள்ளன என்னும் பொது உருக்கல் கோட்பாடை[General Principle of Melting]  நான் நம்புகிறேன்.  அணுக்களும், மூலக்கூறுகளும் குறிப்பிட்ட ஒரு திசைப்போக்கில்  உலவக் கட்டுப்பட்டு  நகர்கின்றன.   அதன் விளைவாக அவை இரண்டும் ஜோடியாய் நடனமாட வேண்டியுள்ளது. 

பேராசிரியர் மோ லி  

“தனித்த பல்லேடியம் அணுக்களை இணைக்கத்  தூண்டி, கார்பன் மொனாக்ஸைடு வாயு மூலக்கூறுகள் மேற்தளத்தில் உண்டாக்கும்  விரைவான அணுக்கள் நடனத்தை ஆய்வுக் குழுவினர் கண்டுபிடித்தார்.   இவ்வாறு ஏற்பட்ட உடனே பல்லேடிய அணுக்கள் தளத்தை விட்டு, கார்பன் மொனாக்ஸைடு வாயுவால் மேல் எழும்பிச் சுதந்திரமாய் உலவுகின்றன.  இதுதான் வான்தூக்கு விளைவு [Skyhook Effect] என்று அறியப் படுகிறது.” 

ஸ்பிநெக் நோவாட்னி  [Zbynek Novotny, Vienna Univesity of Technology]

மூலக்கூறில் அணுக்களின் நர்த்தனம் கண்டுபிடிப்பு

மேற்குச் கலாச்சார ஆண் /பெண் ஆட்ட நடன மாளிகைகளில் தனிப்பட்ட நபர் ஒருவர் மட்டும் தனியாகச் சரிவர நடன  ஆட்டங்கள் செய்ய முடியாது.   அவருக்கு இணைந்த அசைவில் கூட ஆடும் துணை கிடைத்த பிறகு அவரது கூட்டு நர்த்தனம் பொருந்தி காணப்படுகிறது.   இரும்பு ஆக்ஸைடு தளத்தில் அணுக்கள் அவ்வித நடனத்தில் கார்பன் மொனாக்ஸைடுடன் கலந்து கொள்ளும்.  

பொருத்தமான நடனத் துணை அமைந்த பிறகு விரைவாக அணுக்களால் நர்த்தனம் செய்ய முடிகிறது.    வியன்னா பொறிநுணுக்க நிபுணர்கள் அவ்விதம் நடனமிடும் சில அணுக்கள் கார்பன் மனாக்ஸைடு மூலக்கூறில்  ஆடுவதைப் படிப்படியாய்ப் படமெடுத்துள்ளனர்.   அவர்கள் எடுத்த திரைப்படம் தனித்த அணுக்கள் கொத்துக்கள் ஆவதைக் காட்டுகின்றன.  

தங்கம், பல்லேடியம் போன்ற உலோகங்கள் சில இரசாயன இயக்கங்களைத் தூண்டும்வினைஊக்கியாகப்  [Catalyst] பயன்படுகின்றன.  அணுக்கள் ஜோடியாய் ஆடும்போது,பெரும்பான்மையான அணுக்கள் சுற்றி யுள்ள வாயுடன் சேராது,வினை ஊக்கும் தன்மை பேரளவில் குறைகிறது.   இந்தக் காரணத்துக் காக எமது குழுவினர் ஒரேவித அணுக்கள் எப்படி ஒரு தளத்தில் கொத்துக்களாய் [Clusters] உருவாகின்றன என்றும், எப்படி இயக்கங்களை முற்றிலும் தடுப்பது என்றும் ஆய்வுகள் செய்கிறோம்.  பல ஆண்டுகளாக இந்த விளைவின் கோட்பாடைப்பற்றி உரையாடிக் கொண்டு வருகிறோம்.  ஆனால் வியன்னாபொறித்துறைப்  பல்கலைக் கழக ஆய்வு நிபுணர்கள் அணுக்கள்கொத்தை நேரடியா நோக்கி வருகிறார்.  அதி உச்ச சூனியப் பேழையில் மிகத் தூய இரும்பு ஆக்ஸைடுதளத்தில் பல்லேடியம் அணுக்களைச் சோதிக்கப்  பயன் படுத்தி  வருகிறோம் என்று பேராசிரியர் உல்ரிக்டைபோல்டு [Institute of Applied Physics, Vienna University of Technology]கூறுகிறார்.

(1885-1962)

“குவாண்ட யந்திரவியல் கோட்பாடு பூர்வீகப் பௌதிகத்தின் ஏற்புடைய பொதுவிதி என்று நீல்ஸ் போஹ்ர் கூறுவதை நான் ஒப்புக் கொள்ளவில்லை. ஆயினும் அவரது விஞ்ஞானப் பணி சிந்தனா முறையில் ஓர் உன்னத இன்னிசை வடிவம் என்பது என் எண்ணம்.”

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்

அணுவின் உள்ளமைப்பை விளக்கிய நீல்ஸ் போஹ்ர்

டேனிஷ் விஞ்ஞானி நீல்ஸ் போஹ்ர் [Niels Bohr] என்பவர் பிரிட்டீஷ் விஞ்ஞான மேதைகளான ஜே.ஜே. தாம்ஸன், ஏர்னெஸ்ட் ரூதர்ஃபோர்டு ஆகியோருடன் விஞ்ஞான ஆய்வுகள் செய்து, புதிய முறையில் அணுவின் உள்ளமைப்பைப் பற்றி எளிதாக, ஏற்றதாக, ஏனையோர் ஒப்புக் கொள்ளும் படி  அறிவித்தவர். 1913 ஆம் ஆண்டில் நீல்ஸ் போஹ்ர் ரூதர்ஃபோர்டு விளக்கிய அணு மாடலையும், விஞ்ஞானி பிளான்க் குவாண்டம் நியதியையும் [Planck’s Quantum Theory] ஒருங்கிணைத்து, ஓர்  ஒப்பற்ற அணு உள்ளமைப்புக் கருத்தை முதன்முதல் தெளிவாக வெளியிட்டார்.

நீல்ஸ் போஹ்ர்தான் துணிச்சலுடன் குவாண்டம் நியதியை இணைத்து அணுவின் உள்ளமைப்புக்கும், மூலக்கூறுகளின் அமைப்புக்கும் விஞ்ஞான விளக்கத்துக்கு எடுத்தாண்டார்.  மேலும் போஹ்ர்தான் முதன்முதல் மூலகம் ஒவ்வொன்றும் தன் அணுக்கருவில் கொண்டுள்ள அணுவியல் இலக்கத்தின் [Element’s Atomic Number (Total Number of Protons in the Nucleus)] முக்கியத்துவத்தைக் குறிப்பிட்டார். அவரது கோட்பாடு: “எந்த ஓர் அணுவும் தனிப்பட்ட நிலைகளில் குறிப்பிட்ட ஓரளவு சக்தியைக் கொண்டு தான் நிலவி வருகிறது.”  அவரது அரிய அந்த அணுவியல் நியதியே, பின்னால் அணுப்பிளவு இயக்கத்துக்கு [Nuclear Fission] அடிகோலிப் பேரளவு  அணுசக்தியை வெளியே கொண்டுவர உதவியது. 1922 ஆம் ஆண்டு நீல்ஸ் போஹ்ர் அவரது ஒப்பற்ற அந்த அணுவியல் நியதிக்கு நோபெல் பரிசைப் பெற்றார்.

அணுவைப் பற்றி நாம் இதுவரை அறிந்தவை

பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில்தான் பொருட்களின் உள்ளே அணுக்களின் இருக்கையை இரசாயன நிபுணர்கள் கோட்பாடு மூலமாக நிரூபித்துக் காட்டினார்கள். ஆனால் 1909 ஆம் ஆண்டில் சோதனை மூலம் காட்டி முதன் முதலில் அணுக்களின் நுட்ப அளவை மதிப்பிட்டவர் பிரெஞ்ச் விஞ்ஞானி ஜீன் பெர்ரின் [Jean Perrin (1870-1942)]. அவர் எக்ஸ்-ரே கதிர்களையும், எதிர்முனைக் கதிர்களையும் [Cathode Rays] ஆராய்ச்சி செய்தவர். 1895 ஆம் ஆண்டில் பெர்ரின் எதிர்முனைக் கதிர்களில் எதிர்மின் கொடையுள்ள துகள்கள் [Negatively Charged Corpuscles] இருப்பதாகக்  காட்டினார். அவையே பின்னால் எலெக்டிரான்கள் என அழைக்கப் பட்டன. அவர்தான் அவொகேட்ரோ இலக்கத்தைப் [Avogadro’s Number (6×10^23)] பலமுறைகளில் கணித்துத் தெளிவு படுத்தியவர்.

இத்தாலிய விஞ்ஞானி அமெடியோ அவகேட்ரோ [Amedeo Avogadro] கணித்த கோட்பாடு சொல்வ தென்ன? “ஒரே உஷ்ணத்திலும், ஒரே அழுத்தத்திலும் நிலைத்துச் சமக் கொள்ளளவு கொண்ட வாயுக்கள் மூலக்கூறுகளின் [Molecules] ஒரே எண்ணக்கை அளவைக் கொண்டுள்ளன.” ஆனால் அந்தக் கோட்பாடு தூய வாயுக்களுக்கு [Ideal Gases] மட்டுமே உடன்பாடானது.

இருபதாம் நூற்றாண்டில் விஞ்ஞானிகளின் முக்கிய கண்ணோட்டம் அணுவின் உள்ளமைப்பை அறிந்து கொள்ளக் குறிவைத்துத் திசை திரும்பியது. அந்த தேடல் பயணம் 1897 இல் ஜே.ஜே. தாம்ஸன் (1856-1940) முதன்முதல் கண்டுபிடித்த எலெக்டிரான் பரமாணுக்களுடன் துவங்கியது.  எதிர்முனைக் கதிர்களில் பிரிக்க முடியாத நுட்பத் துகள்கள் இருப்பதாகத் தாம்ஸன் கூறினார்.  பிறகு எலெக்டிரான்கள் எதிர் மின்கொடை கொண்டவை என்றும் எலெக்டிரான் துகளின் நிறை இத்தனை அளவென்றும் கணித்தவர்கள் இருவர்: ஜான் டௌன்செண்டு [John Townsend (1868-1937)], ராபர்ட் மிக்கில்லிக்கன் [Robert Millikan (1868-1953)].

அணு யுகத்தின் பலகணியும் வாயிற் கதவும் திறந்தன !

1895 ஆம் ஆண்டில் ஜெர்மென் விஞ்ஞானி ராஞ்ஜென் [Wilhelm Roentgen (1845-1923)] எக்ஸ்-ரே கதிர்களைக் கண்டுபிடித்து 1901 இல் நோபெல் பரிசு பெற்று முதன்முதல் அணுவியல் யுகத்தின் பலகணியைத் திறந்து வைத்தார். அதற்குப் பின் 1896 ஆம் ஆண்டில் பிரெஞ்ச் விஞ்ஞானி ஹென்றி  பெக்குவரல் [Henri Becquerel (1852-1908)] யுரேனியத் தாது பிட்ச் பிளண்டியில் [Uranium Ore  Pitch-Blende] பொதிந்துள்ள கதிரியக்கத்தைக் [Radioactivity] கண்டுபிடித்து அணுயுகத்தின் வாயிலைத் திறந்து வைத்தார். பெக்குவரலைப்  பின்பற்றி (1898) மேடம் கியூரி, அவரது கணவர் பியரி கியூரி இருவரும் [Madame Marie (1867-1934) & Pierre Curie (1859-1906)] பிட்ச் பிளண்டியில் யுரேனியத்தை போல், கதிரியக்கம் உள்ள ரேடியம், பொலோனியம் என்னும் புது மூலங்கள் இருப்பதைக் கண்டுபிடித்தார்.

அணுக்கள் உடைந்து கதிரியக்கம் வெளியாவதற்கு விளக்கம் அளித்த பெக்குவரல், மேரி & பியரிக் கியூரி ஆகிய மூவருக்கும் ஒன்றாக 1903 இல் நோபெல் கிடைத்தது. யுரேனியத் தாதுவில் வெளியான மூன்று வித நூதனக் கதிர்களுக்கு ஆல்ஃபா, பீட்டா, காமா [Alpha, Beta & Gamma Rays] என்று  பிரிட்டீஷ் விஞ்ஞானி ஏர்னெஸ்ட் ரூதர்ஃபோர்டு [Ernest Rutherford (1871-1937)] முதன் முதல் பெயரிட்டார். 1900 ஆம் ஆண்டில் விஞ்ஞானி பெக்குவரல் பீட்டா கதிர்கள் எதிர்க்கொடை உள்ள “எலெக்டிரான்” [Negatively Charged Electron] என்பதைக் கண்டார். 1903 இல் ரூதர்ஃபோர்டு யுரேனியம் போன்ற உலோகங்களில் கதிரியக்க வெளியேற்றத்துக்குக் காரணம், அணு  முறிவு தான் (அணுக்கருத் தேய்வு) என்று விளக்கம் தந்தார். அடுத்து ஆல்ஃபா துகள் ஒரு ஹீலிய அணுக்கரு [Helium Nuclei] வென்றும் அவரே முதலில் கண்டுபிடித்தார்.

1911 ஆம் ஆண்டில், ரூதர்ஃபோர்டு ஜெர்மென் விஞ்ஞானி ஹான்ஸ் கைகருடன் [Hans Geiger (1882-1945] சேர்ந்து ஆராய்ச்சிகள் செய்து அணுவின் உள்ளமைப்பை முதலில் விளக்கினார். அதாவது அணுக்கருவை எப்போதும் சுற்றிவரும் எலெக்டிரான்கள் கொண்ட வடிவே அணுவின் உள்ளமைப்பு என்பது அவர் முதன்முதலில் அறிவித்த மாடல். அதற்குப் பிறகு ரூதர்ஃபோர்டு 1914 இல் அணுக்கருவில் நேர்கொடை யுள்ள புரோட்டான் [Positively Charged Proton] இருக்கையை எடுத்துக் கூறினார். அடுத்து 1919 இல் ரூதர்ஃபோர்டு நைடிரஜன் மூலகத்தை ஆஃல்பா துகளால் தாக்கி, முதன்முதல் செயற்கை அணுக்கருத் தேய்வை [Artificial Atomic Disintegration] ஏற்படுத்திக் காட்டினார். அதே போல் பின்னால் மேரி கியூரியின் மகள் ஐரீன் கியூரி, அவளது கணவர் ஃபிரெடெரிக் ஜோலியட் இருவரும் செயற்கை மூலக மாற்றத்தைச் [Artificial Transmutation of  Elements] செய்து காட்டிப் புதியதோர் வரலாற்றை உருவாக்கினர். அணுயுகப் பொற்காலத்துக்குப் பெக்குவரலும், கியூரி குடும்பத்தாரும், ரூதர்ஃபோர்டும் ஆரம்ப விழா நடத்தியவர்கள் என்பதை 20 ஆம் நூற்றாண்டு வரலாற்றில் பொன் எழுத்துக்களால் பொறிக்க வேண்டும்.

அணுவியல் அமைப்பில் நீல்ஸ் போஹ்ரின் புதிய ஆராய்ச்சிகள்

நீல்ஸ் போஹ்ர்தான் முதன்முதலில் துணிச்சலுடன் குவாண்டம் நியதியை [Quantum Theory] இணைத்து அணுவின் உள்ளமைப்புக்கும், மூலக்கூறுகளின் அமைப்புக்கும் விஞ்ஞான விளக்கத்துக்கு எடுத்தாண்டார். மேலும் போஹ்ர்தான் முதன்முதல் மூலகம் ஒவ்வொன்றும்  கொண்டுள்ள அணுவியல் இலக்கத்தின் [Element’s Atomic Number (Total Number of Protons in  the Nucleus)] முக்கியத்துவத்தைக் குறிப்பிட்டார். அவரது கோட்பாடு: “எந்த ஓர் அணுவும்  தனிப்பட்ட நிலைகளில் குறிப்பிட்ட ஓரளவு சக்தியை கொண்டுதான் நிலவி வருகிறது.” அவரது  அரிய அந்த அணுவியல் நியதியே, பின்னால் அணுப்பிளவு இயக்கத்துக்கு [Nuclear Fission]  அடிகோலிப் பேரளவு அணுசக்தியை வெளியே கொண்டுவர உதவியது. 1922 ஆம் ஆண்டு நீல்ஸ்  போஹ்ர் அவரது ஒப்பற்ற அந்த அணுவியல் நியதிக்கு நோபெல் பரிசைப் பெற்றார்.

நீல்ஸ் போஹ்ர் 1885 ஆம் ஆண்டில் டென்மார்க்கின் தலைநகரான கோபன்ஹேகனில் ஒரு செல்வாக்கான விஞ்ஞானக் குடும்பத்தில் பிறந்தார். தந்தையார் கிறிஸ்டியன் போஹ்ர் கோபன்ஹேகன் பல்கலைக் கழகத்தில் உயிரியல் விஞ்ஞானப் பேராசிரியர் [Professor of  Physiology]. தந்தையார் உயிரினச் சுவாசத்தின் பௌதிக, இரசாயன பண்பாடுகளைப் [Physical &  Chemical Aspects of Respiration] பற்றி முதன்முதல் விளக்கியவர். தாயார் டேனிஷ் யூதச் செல்வந்த குடும்பத்தைச் சேர்ந்தவர். நீல்ஸ் போஹ்ரின் இளைய சகோதரன் மாபெரும் கணித மேதை.

பல்கலைக் கழகத்தில் நீல்ஸ் போஹ்ர் தனது இள வயதிலேயே அபார விஞ்ஞானத் திறமையைக் காட்டினார். முதன்முதலாக “நீர்த்தள முறுக்கேற்றத்தைத்” [Surface Tension of Water] தீர்மானிக்க, நீர்வீச்சுகளின் அதிர்வுகளைத் [Vibrations of Water Jets] துள்ளியமாகச் சோதனை மூலம்  கணித்து நியதி முறைகளில் பதிவு செய்து, டேனிஷ் விஞ்ஞானக் கழகத்தின் [Royal Danish Academy of Sciences & Letters] தங்கப் பதக்கத்தைப் பெற்றார்.

அவரது பட்டப் படைப்பாய்வு  இதுதான்: அணுசார்ந்த நிலையில் பிண்டங்களின் இயக்கத்தைப் பற்றிப் பூர்வீகப் பௌதிகம் விளக்க முடியாதைச் சொல்லும், உலோகங்களின் எலெக்டிரான் கோட்பாடு [Thesis on the Electron  Theory of Metals that stressed the inadequacies of Classical Physics for treating the  Behaviour of Matter at the Atomic Level] 1911 இல் தான் எழுதிய அந்த ஆய்வுக் கருத்துரைக்கு டாக்டர் பட்டம் பெற்றார். பட்டம் பெற்ற பிறகு இங்கிலாந்துக்குச் சென்று புகழ்பெற்ற விஞ்ஞானி  ஜே.ஜே. தாம்ஸனிடம் பணியாற்றித் தன் எலெக்டிரான் கோட்பாடு ஆய்வுகளை மேற்கொண்டு தொடர ஆரம்பித்தார்.

உலோகத்தில் எழுந்த எலெக்டிரான் மீதிருந்த ஆர்வத்திற்கு தாம்ஸன் ஊக்கம் அளிக்காததால்,  நீல்ஸ் போஹ்ர் 1912 ஆம் ஆண்டில் மான்செஸ்டரிலிருந்த பிரிட்டீஷ் விஞ்ஞானி ஏர்னெஸ்ட்  ரூதர்ஃபோர்டை அணுகினார். அப்போது ரூதர்ஃபோர்டு குழுவினர் அணுவின் உள்ளமைப்பு பற்றி  பல்வேறு ஆய்வுகள் நடத்திக் கொண்டிருந்தனர். ரூதர்ஃபோர்டு சமீபத்தில் நிர்மாணித்த அணு  உள்ளமைப்பு மாடல் நியதிப்பாடை விளக்கும் [Theoretical Implications] விஞ்ஞான  முறைப் பாடுகளில் அவரும் மூழ்கினார். அணுக்கருவின் புரோட்டான் எண்ணிக்கையைக் கூறும் அணு எண்ணின் [Atomic Number] முக்கியத்தை உணர்ந்தவர்களில் நீல்ஸ் போஹ்ரும் ஒருவர்.

அதுவே அணுக்கருவின் மின்கொடை [Electric Charge] எண்ணிக்கையும் ஆகும். பின்னாளில் அமைக்கப்பட்ட மூலகங்களின் சீரணி அட்டவணை (Periodic Table of Elements) புரோட்டான் எண்ணிக்கை கூறும் அணு எண்ணை வைத்தே உருவானது.

நீல்ஸ் போஹ்ர் கூறியது: மூலங்களின் இரசாயனப் பௌதிகப் பண்பாடுகள் அணுக்கருவைச் சுற்றிவரும் எலெக்டிரான்களைப் பொருத்தவை; அணுவின் திணிவு அல்லது நிறை [Atomic Mass] அணுக்கருவின் புரோட்டான், நியூட்ரான் ஆகிய பரமாணுக்களின் நிறையைச் சார்ந்தது; மூலகத்தின் கதிரியக்கத்துக் காரணமும் அணுக்கரு தாங்க முடியாமல் உள்ள ஏராளமான பரமாணுக்கள் தான். ரூதர்ஃபோர்டின் அணு உள்ளமைப்பு மாடல் எந்திரவியல் முறைப்படியும், மின்காந்த முறைப்படியும் நிலையற்றது [Mechanically & Electro-magnetically Unstable]. ஆனால் மாக்ஸ் பிளான்க், ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன், மற்ற விஞ்ஞானி களும் விருத்தி செய்த “குவாண்டம்  நியதியை” நீல்ஸ் போஹ்ர் உட்புகுத்தி அணுக்கருவின் “நிலைப்பாடை” வடித்துக் காண்பித்தார்.

பூர்வீகப் பௌதிக [Classical Physics] விதிப்பாட்டிலிருந்து விலகி, நீல்ஸ் போஹ்ர் ஒரு புதிய கோட்பாடை ஆக்கினார்: “எந்த ஓர் அணுவும் குறிப்பிட்ட ஓரளவு சக்தியை கொண்டுதான், தனிப்பட்ட நிலைப் பாடுகளில் நிலவி வருகிறது.” [Any atom could exist only in a discrete set of  stable or stationary states by a definite value of its energy]. இதுவே போஹ்ர் அணு  உள்ளமைப்பு மாடல் என்றும் கூறப்படுவது.   போஹ்ர் விளக்கிய அணுவின் குவாண்டம் நியதி இதுதான். ஹைடிரஜன் அணு வெளிவிடும்  ஒளிப்பட்டைக் கோடுகளுக்கு [Series of Lines observed in the Spectrum of Light emitted by  Atomic Hydrogen] அந்த நியதி விளக்கம் கூறியது. அந்த ஒளிப்பட்டைக் கோடுகளின் அதிர்வுகளை [Frequencies] வெகு துல்லியமாக அந்த நியதி மூலம் கணித்துக் காட்டினார். அந்த அதிர்வுகளை அணுவின் எலெக்டிரான் மின்கொடை, திணிவு மூலமாகக் கணித்தார் [In terms of the charge & mass of the Electron]. அவற்றை எடுத்துக் காட்ட போஹ்ர் கூறியது: அணு தனது நிலைப் பாடில் உள்ளபோது எலெக்டிரான் கதிர்வீச்சு வெளியாக்கு வதில்லை. எலெக்டிரான் பரமாணு ஒரு  நிலைப்பாடி லிருந்து அடுத்த நிலைக்கு மாறும் போதுதான், கதிர்வீச்சை உமிழ்கிறது.

(தொடரும்)

+++++++

தகவல்:

1. The World of Science, The Paragon Publishing, UK (2006)
2. The Biographical Dictionary of Scientists By: David Abbott. Ph.D. (1984)
3. Encyclopaedia of Britannica (1978)
4. Britannica Concise Encyclopedia (2003)
5. Wikipedia – Niels Bohr  (February 24, 2011)
6.  http://www.cosmosmagazine.com/news/quantum-atoms-dance-chaos/   [August 12, 2012]
7.  http://science.energy.gov/bes/highlights/2012/bes-2012-10-c/  [Oct 2012]
8. http://m.phys.org/news/2013-06-atoms.html  [The Dance of Atoms]  June 10, 2013
9.  http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3667.html  [Provided by Vienna University of Technology]
10.  http://www.theverge.com/2013/5/1/4287044/ibm-a-boy-and-his-atom-stop-motion-film

12 http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3667.html  [Dec 12, 2012]

13  http://www.spacedaily.com/reports/The_Dance_of_the_Atoms_999.html   [June 13, 2013]

14. http://phys.org/news/2013-06-atoms.html [June 10, 2013]
15. https://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130610084127.htm  [June 10, 2013]
16. https://en.wikipedia.org/wiki/Skyhook_(structure)  [March 15, 2016]

+++++++++

1. Jayabarathan [jayabarathans@gmail.com (April 30, 2016)] (Revised R-3)

https://jayabarathan.wordpress.com/

என்ரிக்கோ ஃபெர்மி

(1901-1954)

ஜெயபாரதன், B.E. (Hons), P.Eng., (Nuclear) கனடா.

 http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=iwt86y0981M

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=Yp4jUer3A4A

http://www.biography.com/people/enrico-fermi-9293405/videos

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=TJ9P1aWl0yE

அணுவைப் பிளந்த இருபதாம் நூற்றாண்டு விஞ்ஞானிகள்

1934 ஆம் ஆண்டு ஜனவரியில் நோபல் பரிசு பெற்ற இத்தாலிய விஞ்ஞான  மேதை, என்ரிகோ ஃபெர்மி [Enrico Fermi] முதன் முதல் யுரேனியத்தை நியூட்ரான்  கணைகளால் உடைத்து, அதை இரு கூறாக்கினார். ஆனால் சரித்திரப் புகழ் பெற்ற,  அந்த முதல் அணுப்பிளவு அவருக்குத் தெரியாமலே போனது! காரணம் அணுக்கரு  இயக்கத்தின் விளைவுகள் யாவும் புதிராக இருந்தன. புதுக் கதிர் உலோகத்துடன்  சிறிய துணுக்குகளும் தோன்றின! தான் ஒரு புது மூலகத்தை உண்டாக்கி  விட்டதாகப் ஃபெர்மி தவறாக நம்பினார். சோதனையில் யுரேனியம் கதிரியக்கப்  பட்டு, எதிர்பாராத புதிய ரசாயனக் குணாதிசயங்களை ஏற்று, ஒரு புதிய மூலகமாக  உருமாற்றம் [Transmutation] கொண்டது!  அடுத்த நான்கு ஆண்டுகள் பல தடவை  பாரிஸ், பெர்லின், இத்தாலியில் யுரேனியம் நியூட்ரன் கணைகளால் பிளக்கப்  பட்டாலும், என்ன விந்தை விளைந்துள்ளது, என்று விஞ்ஞானிகளுக்கு அப்போது  புரியவில்லை.

 

 

ஜெர்மன் வெளியீடு ‘பயன்பாட்டு இரசாயனம்’ [Applied Chemistry] இதழில் ஐடா &  வால்டர் நோடாக் [Ida & Walter Noddack] விஞ்ஞானத் தம்பதிகள், ஃபெர்மியின்  பிழையான கருத்தை எடுத்துக் கூறி, ‘கன உலோகம் யுரேனியம், நியூட்ரான்  தாக்கும் போது, பிளவு பட்டுப் பல துணுக்குகளாய்ப் பிரிகிறது’ என்று எழுதி  யிருந்தார்கள்.  மெய்யான இந்த விளக்கத்தை, ஃபெர்மி உள்படப் பலர் அன்று  ஒப்புக் கொள்ள வில்லை!  சாதாரண ஆய்வகச் சாதனம் அணுவைப் பிளக்க  முடியாது. விஞ்ஞான விதிகளின்படி, மாபெரும் சக்தியைக் கொண்டுதான்  அணுவை உடைக்க முடியும், என்பது ஃபெர்மியின் அசைக்க முடியாத கருத்து.   பெரும்பான்மை யான பெளதிகவாதிகள் [Physicists] யுரேனியம் நியூட்ரானை  விழுங்கி, எதிர்பார்த்தபடி ஒரு புது மூலகத்தை உண்டாக்கி யுள்ளது என்றே  நம்பினார்கள். அப்போது ஐன்ஸ்டைன் உள்படப் பல விஞ்ஞானிகள் அணுவைப்  பிளப்பது அத்துணை எளிதன்று என்ற ஆழ்ந்த கருத்தைக் கொண்டிருந்தனர்.

 

அணுக்கருப் பிளவை முதலில் விளக்கிய லிஸ் மெயிட்னர்

நியூட்ரான்களை ஏவி அணுக்கரு உடைப்பு [Nuclear Bombardments] ஆராய்ச்சியில்  பங்கேற்ற விஞ்ஞானப் பெண் மேதைகள், இருவர் குறிப்பிடத் தக்கவர். முதலாவது  இயற்கைக் கதிரியக்கம் பற்றி விளக்கி நோபல் பரிசு பெற்ற மேரி கியூரியின் மூத்த  புதல்வி, தாயைப் பின்பற்றிச் செயற்கைக் கதிரியக்கம் கண்டு பிடித்து நோபல் பரிசு  பெற்ற ஐரீன் கியூரி. அடுத்து ஜெர்மன் விஞ்ஞானி ஆட்டோ ஹான் [Otto Hahn]  அவருடன் 30 ஆண்டு காலம் ஆய்வு உதவியாளியாகப் பணியாற்றிய, லிஸ்  மெயிட்னர் [Lise Meitner]. ஹானும், மெயிட்னரும் பலமுறை யுரேனியத் தேய்வு  அணுக்கரு இயக்கங்கள் நிகழ்த்தி ஆராய்ச்சி செய்து, ‘புரொட்டோ ஆக்டானியம் ‘  [Protoactinium] என்னும் புது மூலகம் கண்டு பித்தவர்கள். மெயிட்னர் யூதரானதால்,  ஹிட்லருக்குப் பயந்து 1938 இல் சுவீடனுக்கு ஓடி, ஸ்டாக்ஹோம் நோபல்  ஆய்வகத்தில் [Nobel Institute, Stockholm] சேர்ந்து தன் ஆராய்ச்சிகளைத்  தொடர்ந்தார்.

 

ஐரீன் கியூரி செயற்கைக் ‘கதிர் ஊட்டம்’ [Irradiation] சம்பந்தமாகப் பேசிய சமயம்,  நியூட்ரானைக் கொண்டு யுரேனிய அணுவைத் துண்டிக்க முடியும் என்று  கூறியதைப் பின்பற்றி, யுரேனிய நியூட்ரான் இயக்கத்தை உண்டாக்கி, முதன்  முதலில் அணுவை உடைத்ததாக ஜெர்மனியில் ஆட்டோ ஹான், அவரது தோழர்,  ஃபிரிட்ஷ் ஸ்டிராஸ்மன் [Fritz Strassman] இருவரும் 1938 இல் பறை  சாற்றினார்கள். இவ்வரிய புதுக் கண்டு பிடிப்பைக் கடிதம் மூலம் ஆட்டோ ஹான்,  சுவீடனில் இருந்த தனது பழைய துணையாளி, லிஸ் மெயிட்னருக்குத்  தெரிவித்தார். தகவலைப் படித்த மெயிட்னர் அவரது உறவினர், ஆட்டோ ராபர்ட்  ஃபிரிஷ் [Otto Robert Frisch] இருவரும் புதிய அணுக்கரு இயக்கத்தைப் பற்றி  விவாதித்து, ‘இயற்கை’ [Nature] ஃபிரிஷ் வெளியீட்டுக்கு உடனே இதைப் பற்றி  விபரமாக எழுதி, அதில் ‘அணுக்கருப் பிளவு இயக்கம்’ [Nuclear Fission]  நிகழ்ந்துள்ளது என்ற பதத்தைப் பயன்படுத்தி யிருந்தார்கள். அணுவைப் பிளந்தவர்  பலராயினும் மெயிட்னர், ஃபிரிஷ் இருவர்தான் முதலில் அணுக்கருப் பிளவைப்  புரிந்து உலகத்திற்கு விளக்கிய, ஐரோப்பிய விஞ்ஞானிகள். இதே ஆட்டோ ராபர்ட்  ஃபிரிஷ் பிறகு அமெரிக்காவுக்குச் சென்று, நியூ மெக்ஸிகோ லாஸ் அலமாஸில்  அணுகுண்டு விஞ்ஞானிகளோடு சேர்ந்து அணுகுண்டுக்குத் தேவையான யுரேனியம்,  புளுடோனியம் உலோக அளவைக் கணித்து, முதல் அணுகுண்டு செய்ய  உதவியவர்.

 

 

அணு ஆயுதப் பெருக்கத்தை ஆரம்பித்த அமெரிக்க விஞ்ஞானி!

அணு ஆயுதப் படைப்புக்கு ஐம்பது ஆண்டுகளாக நேரிடை யாகவோ அன்றி  மறைமுக மாகவோ வழி வகுத்தவர்கள், முக்கியமாக ஐந்து விஞ்ஞான மேதைகள்!  முதலில் கதிரியக்கம் [Radioactivity] கண்டு பிடித்த மேரி கியூரி! அடுத்து செயற்கைக்  கதிரியக்கம் [Artificial Radioactivity] உண்டாக்கிய அவரது புதல்வி ஐரீன் கியூரி!  அதன்பின் அணுவைப் பிளந்து, முதல் தொடரியக்கம் [Nuclear Chain Reaction]  புரிந்த என்ரிகோ ஃபெரிமி! இரண்டாம் உலகப் போரின் போது, ஹிட்லர் தயாரிக்கும்  முன்னே, அமெரிக்க ஜனாதிபதியை அணு ஆயுதம் ஆக்கத் தூண்டிய ஆல்பர்ட்  ஐன்ஸ்டைன்! முடிவில் போர் முடியும் தறுவாயில் பன்னாட்டு விஞ்ஞானிகளைப்  பணி செய்ய வைத்து வெற்றிகரமாய் அணுகுண்டை உருவாக்கிச் சோதனை செய்த  ராபர்ட் ஓப்பன்ஹைமர்!

ஜப்பான் ஹிரோஷிமா நாகசாகியில் அணுகுண்டுகள் விழுந்து கோர விளைவுகள்  நிகழ்ந்த பின் உலகின் வல்லரசுகளும், மெல்லரசுகளும் உடனே அணு  ஆயுதங்களை ரகசியமாய் உற்பத்தி செய்ய முற்பட்டன! 1945 இல் அமெரிக்கா  ஆக்கியதை, ஒற்று மூலம் பிரதி அடித்து, 1949 இல் ரஷ்யா தனது முதல்  அணுகுண்டைச் சோதித்தது! அதன் பிறகு 1952 இல் பிரிட்டன், 1960 இல்  பிரான்ஸ், 1964 இல் சைனா, 1974 இல் இந்தியா, 1998 இல் பாகிஸ்தான் போன்ற  நாடுகள் அணு ஆயுதப் பந்தயத்தில் பின் தொடர்ந்தன! உலக நாடுகளில் 115  தேசங்கள் முன்வந்து அணு ஆயுதப் பெருக்கத் தடுப்பு [Non Proliferation Treaty,  NPT] உடன்படிக்கையை மதித்துக் கையெழுத்துப் போட்டுள்ளன! ஆனால்  அர்ஜென்டைனா, பிரேஸில், சைனா, பிரான்ஸ், இந்தியா, இஸ்ரேல், பாகிஸ்தான்,  தென்னாப்பிரிக்கா, ஸ்பெயின் ஆகிய பல நாடுகள் அணு ஆயுதப் பெருக்கத்  தடுப்பில் கையெழுத்திட ஒருங்கே மறுத்து விட்டன!

 

அணுவின் அமைப்பு. பிண்ட சக்தி அழிவின்மை.

2500 ஆண்டுகளுக்கு முன்பே, கிரேக்க ஞானிகள் அணுவை பற்றிச் சிந்தித்து  விளக்கியதைத்தான் பிற்கால விஞ்ஞானிகள் அடிப்படையாக எடுத்துக் கொண்டிருக்கிறார்கள். கிரேக்க மொழியில் ‘Atomos’ என்றால் பிரிக்க இயலாதது என்று அர்த்தம்.  அதிலிருந்து Atom என்ற பதம் வந்தது. கி.மு.460-370 ஆண்டுகளில் கிரேக்க  வேதாந்த ஞானி டெமாகிரிடஸ் [Democritus] எழுதி வைத்த அணுவியல் நியதி,  [Atomic Theory] “தூய பிண்டம் [Matter] அனைத்தும் நுண்ணிய, கண்ணுக்குத்  தெரியாத, கடினமான, திணிக்க முடியாத, அழிக்க முடியாத மூலச்சிறு தூள்களைக்  [Particle] கொண்டவை. அவைதான் அணுக்கள். அணுவுக்கும் சிறிய தூள் எதுவும்  அகிலத்தில் இல்லை. அணுக்களே பிண்டத்தின் மூலத் துகள். அணுக்கள்  எண்ணற்றவை. பல வடிவம் உடையவை. எல்லையற்ற அண்ட வெளியில்  அணுக்கள் ஓயாமல் எப்போதும் அசைந்து கொண்டே இருப்பவை. அணுக்களின்  அளவு, வடிவம், நிறை வேறு பட்டாலும், அவை யாவும் ஒரே மூலப் பொருளால்  ஆனவை. அணுக்களின் தனிச் சிறப்புப் பிறழ்ச்சிகள் தான் பொருட்களில்  மாறுபாடுகளை உண்டாக்குகின்றன. இயற்கை நிகழ்ச்சியால், அணுக்களின்  முடிவற்ற இயக்கத்தில், அகிலம் உருவானது. அணுக்கள் மோதுவதாலும், தாமே  சுழல்வதாலும் பிண்டத்தின் மாபெரும் வடிவங்கள் தோன்றின”. டெமாகிரிடஸின்  அணுவியல் நியதியே, நவீனத் தத்துவமான ‘பிண்ட சக்தி அழிவின்மை’  [Conservation of Energy & Matter] கோட்பாடுக்கு அடிகோலியது.

 

இந்து வேதாந்த ஞானிகள் கிரேக்க ஞானிகளுக்கு முன்பே, அணுவைப் பற்றியும்,  அவற்றின் கருவில் இருக்கும் அடிப்படைப் பரமாணுக்களைப் [Sub Atomic Particles]  பற்றியும் கூறி இருக்கிறார்கள் என்று சாமுவெல் கிளாஸ்டன் [Samuel Glasston]  தான் எழுதிய ‘அணுசக்தியின் மூலப் புத்தகத்தில்’ [Source Book on Atomic Energy]  முதல் பக்கத்திலே கூறியிருக்கிறார். அகிலத்தின் தோற்றம் பற்றியும், அண்ட  கோளங்களின் சுழற்சி பற்றியும், சக்தி பொருள் இவற்றின் அழிவின்மை பற்றியும்  இந்து வேதங்கள் பக்கம் பக்கமாய் பல்லாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பே  இயற்றியுள்ளன.

அங்கிங்கு எனாதபடி எங்கும் அணுமயம்! ஆனால் அணுவை எவரும் இதுவரைப்  பார்த்ததில்லை! நமது புறக் கண்களுக்கு அணுக்களைக் காணும் திறமை இல்லை.  துளை நுண்ணோக்கிக் [Tunneling MicroScope] கருவி மூலம் தளவுளாவி [Scanning]  மின்கணணிப் பிம்பத்தில் [Computerized Image] நாம் அணுவின் அமைப்பைக்  கண்டறிய முடியும்! எட்டு மில்லி கிராம் எடையுள்ள ஒரு குண்டூசியின் நுனியில் 1  கூபிக் மில்லி மீடரில் [cubic mm] 100 பில்லியன் பில்லியன் [10 அடுத்து 17  பூஜியங்கள்] அணுக்கள் உள்ளன! ஒரு நீர்த் துளியைப் பெரிது படுத்திப் பூமி  வடிவில் நோக்கினால், நீர் மூலத்திரளில் [Molecule] உள்ள அணு, ஓர் எழுமிச்சைப்  பழம் அளவாகக் கருதலாம்.

 

 

நூற்றுக்கும் மேற்பட்ட அணு வகைகள் உலகில் உள்ளன. நமக்குத் தெரிந்த தங்கம்,  வெள்ளி, இரும்பு, தாமிரம் [Copper], ஈயம், அலுமினியம் போன்ற பழைய  உலோகங்கள் நிலையானவை [Stable]. பின்னால் புதிதாகக் கண்டு பிடிக்கப் பட்ட  யுரேனியம், தோரியம், புளுடோனியம், ரேடியம், பொலோனியம் ஆகியவை  கதிரியக் கத்தால் சுயமாய்த் தேயும், நிலையற்ற [Unstable] கன மூலகங்கள் [Heavy  Elements]. இது வரை கண்டு பிடிக்கப்பட்ட 106 மூலகங்களில் 88 இயற்கையில்  தோன்றுபவை. மற்ற 18 அணுக்கருச் சிதைவிலோ, அன்றி அணு உலைகளிலோ  உண்டானவை. அணு எண் 92 மேல் மூலகங்கள் பூமியில் இயற்கையாகக் கிடைப்ப  தில்லை. அணுக்கள் தனியாகவோ, அன்றி கூட்டாகவோ இயற்கையில்  தோன்றுகின்றன. உதாரணமாக நீரில் ஈரணு ஹைடிரஜனும் [H2], ஓரணுப் பிராண  வாயுவும் [Oxygen] இணைந்தே [H2+O–>H2O] தென்படுகின்றன. ஈரணு, மூவணு  அன்றிப் பலவணு சேர்ந்து இயங்கும் மூலகக் கூறுகளை ‘மூலத்திரள்’ [Molecules]  என்று இரசாயனத்தில் கூறுவார்கள்.

ஜான் டால்டன், ஹென்ரி பெக்குவரல், ஏர்னஸ்ட் ரூதர் ஃபோர்டு, நீல்ஸ் போஹ்ர்  ஆகிய விஞ்ஞானிகளின் புது அணுவியல் நியதியின்படி, அணுவின் அமைப்பு ஓர்  குட்டிச் சூரிய மண்டலம் போன்றது. சூரியன் போல, அணுவின் நடுவே சக்தி  அடங்கிய அணுக்கரு உள்ளது. அண்ட கோளங்கள் போல கருவைச் சதா  எலக்டிரான்கள் [Electrons] நீள்வட்ட [Elliptical] வீதியில் சுற்றி வருகின்றன. நடுக்  கருவில் நியூகிளியான் [Nucleons] எனப்படும் புரோட்டான் தனியாகவோ, அல்லது  நியூட்ரான் கூடச் சேர்ந்தோ இருக்கிறது. அண்ட வெளி போன்று அணுவின்  உள்ளும் பெரும் சூன்ய வெளி சூழ்ந்திருக்கிறது. புரோட்டான் நேர்மின் [Positive],  எலக்டிரான் எதிர்மின் [Negative], நியூட்ரான் நடுமின் [Neutral] கொடையும் [Electrical  Charge] கொண்டவை. எலக்டிரான், புரோட்டான், நியூட்ரான் ஆகியவைகள்  பரமாணுக்கள் [Sub atomic Particles] எனப்படுபவை. ஓர் அங்குள நூலில்  முத்துக்களைப் போல் வரிசை யாகக் கோர்த்தால், 10 பில்லியன் பில்லியன் [10  அடுத்து 17 பூஜியங்கள்] நியூகிளியான் களை அமைத்து விடலாம்!

 

அணு எண், அணுப் பளுஎண், அணுநிறை, ஏகமூலங்கள்

மூலகத்தின் அணு எண் [Atomic Number] என்பது, அணுக் கருவுக்குள் இருக்கும்  புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கையைக் குறிக்கும். ஓர் மூலகத்தின் இரசாயனக்  குணங்கள் அதனுடைய அணு எண்ணைப் பொருத்தது. மூலகங்கள் அணு எண்  வரிசையில்தான் அணி அட்டவணையில் [Periodic Tables of Elemets] இடம்  பெறுகின்றன. அணுப் பளு எண் [Atomic Mass Number] எனப்படுவது, கருவில்  இருக்கும் நியூட்ரான் புரோட்டான் கூட்டு எண்ணிக்கையைக் காட்டும். அது  ‘நியூக்கிளியான்’ தொகை. அணு நிறை [Atomic Weight] என்பது மூலகக் கருவில்  புரோட்டான் நியூட்ரான் ஆகியவற்றின் கூட்டு நிறை. அணு நிறை என்புது ஓர் ஒப்பு  நிறை [Relative Mass]. கரியின் [Carbon12] அணுக்கருவில் 6 புரோட்டான், 6  நியூட்டான் உள்ளன. கரியின் அணு எண் 6, பளு எண் 12, அணு நிறை  12.00000000. கரியின் அணு நிறை 8 தசமத் துள்ளியமாக இருப்பதால், மற்ற  மூலகங்களின் அணு நிறை யாவும், கரி நிறைக்கு ஒப்பாகக் கணக்கிடப் படுகிறது.  உதாரணமாக, முதல் எளிய மூலகமான ஹைடிரஜன் ஒரே ஒரு புரோட்டானைக்  கொண்டுள்ளது. அதன் அணு எண் 1. பளு எண் 1. நிறை 1.0078.

சில மூலகங்களுக்கு ஒன்று அல்லது பல ஏகமூலங்கள் [Isotopes] இயற்கையிலோ  அன்றி செயற்கையிலோ ஆக்கப் பட்டுள்ளன. ஏகமூலங்கள் என்றால்,  அணுக்கருவில் ஒரே புரோட்டான் எண்ணிக்கை கொண்டு, வெவ்வேறு நியூட்ரான்  எண்ணிக்கை கொண்ட மூலகங்கள். உதாரணமாக ஹைடிரஜன் மூலகத்திற்கு  இரண்டு ஏகமூலங்கள் உள்ளன. டியுடிரியம் [Deuterium] புரோட்டான் 1, நியூட்ரான் 1.  டிரிடியம் [Tritium] புரோட்டான் 1, நியூட்ரான் 2.

 

 

கரி12, கரி13, கரி14 மூன்றும் கரியின் ஏகமூலங்கள். அது போல், யுரேனியம்238  இன் ஏகமூலம் யுரேனியம்235. யுரேனியம்238 இன் அணு எண்: 92 [92  புரோட்டான், 146 நியூட்ரான்], பளு எண்: 238. அணு நிறை: 238.03. யுரேனியம்235  இன் அணு எண்: 92 [92 புரோட்டான், 143 நியூட்ரான்], பளு எண்: 235.  இயற்கையில் கிடைக்கும் யுரேனியத்தில் U238 விகிதம்: 99.286% U235 விகிதம்:  0.714% யுரேனியம் U235 தானாகப் பிளந்து [Spontaneous Fission] உடையும் தன்மை  யுடையது. யுரேனியம் U235 போன்று, புளுடோனியம் Pu239, தோரியம்  Th233  இரண்டும் சுயமாய்ப் பிளக்கும் தன்மை யுடையவை. ஆதலால் அணுசக்தி  நிலையங்களிலும், அணு ஆயுதங்களிலும் U235, அல்லது Pu239, அல்லது Th233  முழுமையாக [100%] அல்லது செழுமையாக [Small% Enriched] எரிக்கோலாய்ப் [Fuel  Rods] பயன் படுகின்றன.

நிலையற்ற கன மூலகங்களான யுரேனியம், தோரியம், புளுடோனியம், ரேடியம்,  பொலோனியம் சிதைந்து தேய்வதற்குக் காரணம் என்ன ? கன உலோகங்களின்  அணுக்கருவில் உள்ள நியூகிளியான் [புரோட்டான் நியூட்ரான்] எண்ணிகையைப்  பார்த்தால் இதற்குப் பதில் அறிந்து விடலாம். நிலையான உலோகங்களில் ஏறக்  குறைய நியூட்ரான், புரோட்டான் சம எண்ணிக்கையில் உள்ளன. அதாவது  நியூட்ரான் / புரோட்டான் பின்னம் [Neutron Proton Ratio] = 1 [அருகில்]. யுரேனியம்  [U235] இல் நியூட்ரான்145 / புரோட்டான்92 பின்னம் = 1.55 அதாவது  அணுக்கருவில் அதிகமான, அளவுக்கு மீறிய நியூட்ரான்கள் அடங்கி நிலை யற்ற  தன்மையை உண்டாக்குகின்றன.

 

 

மீறும் தொடரியக்கம்,  ஆறும் தொடரியக்கம்,  பூரணத் தொடரியக்கம்

அணு உலைகளில் U235 மீது, ஒரு நியூட்ரான் கணையை ஏவிடும் போது,  அணுக்கருவில் நியூட்ரான் எண்ணிக்கை இன்னும் அதிகமாகி, U236 இரு  துண்டங்களாகப் பிரிந்து, இணைவு சக்தி [Binding Energy] வெளியாகி, அடுத்து 2  அல்லது 3 நியூட்ரான்கள் இயக்கத்தில் உண்டாகும். ஓர் இயக்கத்தில் தோன்றிய 2  நியூட்ரான்கள் அடுத்துள்ள U235 அணுக்களைத் தாக்கிப் பிளவுத் துணுக்குகளும்  [Fission Products] 4 நியூட்ரான்கள் வெளியேறும். இவ்வாறு நியூட்ரான் எண்ணிக்கை  2, 4, 8, 16, 32, 64 என்ற தொடர்ப் பெருக்கத்தில் [Geometric Progression] மீறிப்  போய் அபார சக்தி பொங்கி அணுகுண்டாக வெடிக்கிறது. அளவு கடந்த நியூட்ரான்  பெருக்க இயக்கத்திற்கு ‘மீறும் தொடரியக்கம்’ [Super Critical Reaction] என்று  சொல்லப்படுகிறது. அணு உலையில் நியூட்ரான் விழுங்கிகளைத் [Neutron  Absorbers] தக்க சமயத்தில் நுழைவித்து, எண்ணிக்கையைக் குறைத்தால் இயக்கம்  சிறிது நேரத்தில் நின்று விடும். இக்கட்டுபாடு ‘ஆறும் தொடரியக்கம்’ [Sub Critical  Reaction] எனப்படும். நடு நிலமையில் நியூட்ரான் விழுங்கிகளை ஏற்றியும்,  இறக்கியும் ஆட்சி செய்து, சம நிலை நியூட்ரான்களை நிலவச் செய்வதைப்,  ‘பூரணத் தொடரியக்கம்’ [Critical Reaction] என்பார்கள். மீறும் தொடரியக்கம்  பொதுவாக அணு ஆயுதங்களில் பயன்படும். அணு உலை ஆட்சியில் [Reactor  Control] பூரணத் தொடரியக்கமும், ஆறும் தொடரியக்கம் உபயோக மாகிறது.  எதிர்பாராத அபாய நிலை [Prompt Critical] இயக்கங்களைத் தடுக்க தடைக் கோல்  [Shut Down Rods] அல்லது தடுப்பு ஏற்பாடுகள் அமைக்கப்பட்டு உள்ளன.  பூரணத்  தொடரியக்கத்தில் வெப்ப சக்தி ஒரே நிலையில் சீராகக் கட்டுப் பாடாகிறது. தடுப்பு,  ஆறும் இயக்கங்களில் முறையே வெப்பசக்தி உடனே அல்லது மெதுவாகக்  குறைக்கப் படுகிறது.

 

அணுஉலையில் கோடான கோடி இயக்கங்கள் ஒரு நொடிக்குள் நிகழ்கின்றன.  ஓரணுப் பிளவில் மட்டும் 200 MeV வெப்பசக்தி வெளியாகிறது. U235 சுயமாகவே  பிளவுபடுவதால், அதைச் சுற்றி நியூட்ரான்கள் வெளிப்பட்டு மறைகின்றன.  நியூட்ரான் பெருக்கிலக்கம் [Muliplication Factor] K=1 என்றால் பிறக்கும்  நியூட்ரான்கள் யாவும் இயக்கத்தில் பயன்படுகின்றன என்று அர்த்தம். K=0.5  என்றால் நியூட்ரான் எண்ணிக்கை குன்றி உலை நிறுத்தப் படுகிறது. K=1.006  என்றால் நியூட்ரான் அணு உலையில் சக்தி அதிகமாவதைக் காட்டுகிறது. K>1.5  என்றால் அபாயம்! நியூட்ரான்கள் அளவுக்கு மிஞ்சு கின்றன! தடை ஏற்பாடுகள்  உடனே இயங்கி உலையைப் பாதுகாக்க வேண்டும். K>3 என்றால் அங்கே ஓர்  அணுகுண்டு வெடிக்கப் போகிறது!

 

 

அணுயுகம் பிறந்தது, அமெரிக்காவின் ஆய்வு அணு உலையிலே!

இரண்டாம் உலக மகா யுத்த சமயத்தில், ஐரோப்பிய விஞ்ஞானிகள் பலர்  அமெரிக்காவுக்கு விரைந்தார்கள். குறிப்பாக ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன், நீல்ஸ்  போஹ்ர் [Niels Bohr, Denmark], லியோ ஸிலார்டு, எட்வெர்டு டெல்லர், யுஜீன்  விஞ்னர் [Leo Szilard, Edward Teller, Eugene Wigner, Hungery], என்ரிகோ ஃபெர்மி  [Enrico Fermi, Italy], ஹான்ஸ் பெதே [Hans Bethe, Germany], ஆட்டோ ஃபிரிஷ் [Otto  Frisch, Vienna] ஆகியோரும், மற்றும் அமெரிக்காவில் பல ஆய்வுக் கூடங்களில்  பணியாற்றிய விஞ்ஞானிகள் ராபர்ட் ஓப்பன்ஹைமர் [Robert Oppenheimer]  தலைமையில், லெஸ்லி குரூஸ் [Leslie Groves] ராணுவ அதிகாரியின் கீழ் நியூ  மெக்ஸிகோ, லாஸ் அலமாசில் மன்ஹாட்டன் திட்டத்தில் [Manhattan Project]  அணுகுண்டு தயாரிக்க ஆழ்ந்தார்கள்.

 

சிகாகோ பல்கலைக் கழகத்தின் உலோகவியல் ஆய்வகத்தில் [Metallurgical  Laboratory] 1942 நவம்பர் 7 ஆம் தேதி அணுவியல் விஞ்ஞானிகள் கூடி, முதல்  அணுஉலையைக் கட்டத் துவங்கினார்கள். CP1 [Chicago Pile-1] என்று பெயர்  பெறும், இந்த அணுஉலையை டிசைன் செய்த இத்தாலிய விஞ்ஞானி, என்ரிகோ  ஃபெர்மி நிறுவன மேற்பார்வையாளர். மற்றும் ஆர்தர் காம்ப்டன் [Arthur Compton],  லியோ ஸிலார்டு, யுஜீன் விஞ்னர், வால்டர் ஸின் [Walter Zinn] குறிப்பாக  அணுஉலை ஏற்பாட்டில் நேரடிப் பங்கேற்றவர்கள். இந்த அணு உலைக் கவசமற்ற  [Unshielded], வெப்பம் தணிக்கப் படாத [Uncooled] உலை. ஃபெர்மியின் திட்டப்படி  5.5 டன் யுரேனியம், 36 டன் யுரேனியம் ஆக்ஸைடு இரண்டும் திணித்த  கரித்திரட்டுக் [Graphite] கோளங்கள் சீரணியில் அமைக்கப் பட்ட ‘சதுரப் பெட்டகம்’  [Cubic Lattice] ஒன்று கட்ட வேண்டும். அணுப் பிளவில் முதலில் எழும்  நியூட்ரான்களின் வேகத்தைக் குன்றச் செய்து மிதமாக்கிட 344 டன் கரித்திரட்டுக்  கட்டிகள் பயன் பட்டன. இதை அமைக்க, சாதனங்கள் உள்பட மொத்தச் செலவு 1  மில்லியன் டாலர். ஒரு சில வாட்ஸ் [Watts] வெப்ப சக்தி உண்டாக்கும் எளிய  ஆய்வு உலை, அணுவியல் பெளதிகச் சோதனை களுக்கும், அணுக்கருத்  தொடரியக்கம் ஏற்படுத்தவும் டிசைன் செய்யப் பட்டது. ஃபெர்மி 17 நாட்கள்  நியூட்ரான் ‘பெருக்க இலக்கம்’ [Muliplication Factor] K=1 ஆகக் கொண்டு, பூரண  இயக்கத்தில் ஆட்சி செய்து, தன் டிசைன் முடிவுகளைச் சரிபார்த்துக் கொண்டார்.

மித நியூட்ரான்தான் யுரேனியம்235 [U235] இல் கலந்து, அணுக்கருப் பிளவை  உண்டாக்க முடியும். வேக நியூட்ரான் U235 இல் அணுப் பிளவு ஏற்படுத்துவது  இல்லை. ஆனால் நியூட்ரான் யுரேனியம்238 [U238] அணுக்கருவுடன் சேரும் போது,  புளுடோனியம்239 [Pu239] ஆக மாறுகிறது. அடுத்து மித நியூட்ரான் Pu239 தாக்கி  அணுக்கருப் பிளவு உண்டாக்கிச் சக்தி எழுகிறது.

 

 

கரித்திரட்டு செங்கல் போல் வெட்டப் பட்டு மரச் சட்டங்களில் அமைக்கப் பட்டு,  எரிப் பண்டமான யுரேனியக் கோளங்கள், கரிக்கட்டி மூலையில் அடுத்தடுத்து  வைக்கப் பட்டன. அணுஉலைப் பாதுகாப்புக்கு நியூட்ரான் விழுங்கியான 7  ‘காட்மியம் கோல்கள்’ [Cadmium Rods] இடையே செங்குத்துத் துளைகளில்  நுழைக்கப் பட்டன. மீறும் தொடரியக்கம் எழாது தடுக்க, எப்போதும் நியூட்ரான்  தடைக் கோல்கள் அணு உலையில் தயாராக இருக்க வேண்டும். மூன்று  துளைகளில் நியூட்ரான் மிதக் கட்டுப் பாட்டுக்குப் ‘போரான் இரும்புக்’ கோல்கள்  [Boron Steel] தொங்க விடப்பட்டன. மட்டத் துளைகளில் போரான் டிரைபுளுரைடு  [Boron Trifluoride] உள்ள ‘நியூட்ரான் மானிகள்’ [Neutron Monitors] நியூட்ரான்  திணிவைக் [Neutron Flux] கண்காணிக்க அமைக்கப் பட்டன.

1942 டிசம்பர் 2 ஆம் தேதி 3:25 P.M. சரியாக, ஃபெர்மி பச்சைக் கொடி காட்ட,  உதவியாளர் ஜார்ஜ் வீல் [George Weil] இறுதி மித ஆட்சிக் கோலை மேலே  நீக்கிடும் போது, பெருக்கு இலக்கம் K=1.0006 ஆகக் கூடி நியூட்ரான் எண்ணிக்கை  விரிந்து முதன் முதல் அணுக்கருத் தொடரியக்கம் [Nuclear Chain Reaction]  சிகாகோ ஆய்வு அணுஉலையில் காட்டப் பட்டு ‘அணு யுகம்’ [Atomic Age]  பிறந்தது. மாபெரும் இந்த அரிய சரித்திர சாதனையை நேரில் கண்ட விஞ்ஞான  மேதைகள் பெர்மி, காம்ப்டன், ஸிலார்டு, விஞ்னர், வால்டர் ஸின் ஆகியோர் தவிர  மற்றும் 42 பேர்கள் பால்கனியில் நின்று, இந் நிகழ்ச்சியைக் கண்டு பெரு மகிழ்ச்சி  அடைந்தனர். உலகின் முதல் அணுஉலை 28 நிமிடங்களுக்கு இயங்கி அதன் பின்  ஆட்சிக் கோல்கள் மறுபடியும் நுழைக்கப் பட்டு உலை நிறுத்தப் பட்டது. இவ்வரிய  வெற்றியை, ஆர்தர் காம்ப்டன் உடனே குறி மொழியில் [Code Language]  ஹார்வர்டு பல்கலைக் கழகத்தின் வேந்தராய் இருந்த ஜேம்ஸ் பிரையன்ட்  கொனாட் [James Bryant Conant] அவருக்குப் தொலை பேசியில், ‘இத்தாலிய  மாலுமி புதிய உலகில் கால் வைத்தார் ‘ என்று செய்தி கொடுத்தார்.

 

அணு உலை,  அணுசக்தியின் பிதா  என்ரிகோ ஃபெர்மி

என்ரிகோ ஃபெர்மி 1901 இல் செப்டம்பர் 29 ஆம் தேதி இத்தாலியில் ரோம் நகரில்  பிறந்தார். ஆக்கத் திறமையும், கணித வல்லமையும், ஆய்வுச் சாதுரியமும்,  சோதனை யுக்தியும் ஒருங்கே பெற்றவர். சிறு வயதிலேயே பெளதிகத்தில் மிகுந்த  ஆர்வம் காட்டினார். பைசா நகரப் பல்கலைக் கழகத்திலும், ஐரோப்பாவில் வேறு  இடங்களிலும் படித்துப் பெளதிகத்தில் பட்டம் பெற்று, ரோம் பல்கலைக் கழகத்தில்  பேராசிரியராகப் பணியாற்றியவர். 1934 முதல் கதிரியக்க ஆய்வில் பீட்டாக்கதிர்  தேய்வு நியதியைத் [Theory of Beta Decay] தோற்றுவித்தவர். இயல் யுரேனியத்தை  [Natural Uranium] நியூட்ரான் கணைகளால் தாக்கி, செயற்கைக் கதிரியக்கத்தை  உண்டு பண்ணி, புது யுரேனியச் சீரணி மூலகங்களை [Trans Uranium Elements]  உருவாக்கியவர். அந்த பெளதிகச் சாதனைக்கு 1938 இல் ஃபெர்மி நோபல் பரிசு  பெற்றார்.

அவரது மனைவி யூதரானதால், மதச் சீண்டலைத் தாங்க முடியாமல், யுத்த  சமயத்தில் அமெரிக்காவுக்கு விரைந்தார். ஆங்கு கொலம்பியா பல்கலைக்  கழகத்தில் பெளதிகப் பேராசியராகச் சேர்ந்தார். தான் முன்பே துவங்கிய யுரேனிய  நியூட்ரான் அணுக்கரு இயக்கங்கள் 1939 இல் பிரபலமாகி, ‘அணுக்கருப் பிளவு’  விளக்கமாகி ஐரோப்பாவில் வெளியான போது, ஃபெர்மி நியூ மெக்ஸிகோ லாஸ்  அலமாஸில் ராபர்ட் ஓப்பன்ஹைமர் அடியில் அணுகுண்டு ஆக்கும் முயற்சியில்  இறங்கிய மற்ற விஞ்ஞானிகளுடன் சேர்ந்து பணியாற்றினார்.

 

சிகாகோ பல்கலைக் கழகத்தில் 1942 டிசம்பரில் சரித்திரப் புகழ் பெற்ற முதல்  அணுஉலையில், முதல் ‘அணுக்கருத் தொடரியக்கத்தை’ [Nuclear Chain Reaction]  நிகழ்த்திக் காட்டி, முதல் அணுகுண்டு அழிவுக்கும், முதல் அணு மின்சக்தி  ஆக்கத்திற்கும் காரண கர்த்தாவாக விஞ்ஞான வானில் ஒளி வீசினார்.  யுத்தத்திற்குப் பிறகு 1946 இல் சிகாகோ பல்கலைக் கழகப் பெளதிகப்  பேராசிரியராகப் பணியாற்றி, 1954 நவம்பர் 28 ஆம் தேதி தன் 53 ஆம் வயதில்  எதிர்பாராத விதமாகப் புற்று நோயில் காலமானார். அமெரிக்கா அவரது பெயரில்  50,000 டாலர் ‘என்ரிகோ ஃபெர்மி பரிசு’ [Enrico Fermi Award] ஒன்றை ஏற்படுத்தி  உள்ளது. அவரைக் கெளரவிக்க அமெரிக்கா  அவரது ஒப்பற்ற சாதனைக்கு அப்  பரிசை என்ரிகோ ஃபெர்மிக்கே முதலில் அளித்தது !   உலகப் புகழ் பெற்ற இத்தாலிய விஞ்ஞானி  ஃபெர்மியின் பெயரில் மூலகம் ஒன்று ஃபெர்மியம் [Fermium] என்று பெயரிடப் பட்டுள்ளது.

 

************

தகவல் :-

1.   http://www.pbs.org/wgbh/amex/bomb/peopleevents/pandeAMEX52.html   [Enrico Fermi]

2.   http://www.britannica.com/EBchecked/topic/204747/Enrico-Fermi

3.   http://www.atomicarchive.com/Bios/Fermi.shtml

4.  http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1938/fermi-bio.html

5.  http://www.biography.com/people/enrico-fermi-9293405

6.  http://www.glogster.com/lilwayne4100/enrico-fermi-/g-6lip748esmk4potl8o059a0

7.   http://www.docstoc.com/docs/6068878/Enrico-Fermi

++++++++++++++

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) March 28, 2014   [R-2]

https://jayabarathan.wordpress.com/

(1878-1968)

சி. ஜெயபாரதன், B.E. (Hons), P.Eng. (Nuclear) Canada

 

http://www.youtube.com/watch?v=Yp4jUer3A4A

[PBS]

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=RRDQhBFhuiE

நோபெல் பரிசு அளிப்பில் புறக்கணிக்கப்பட்ட அணுவியல் மேதை!

இருபதாம் நூற்றாண்டில் நவீன பெளதிக விஞ்ஞானத்திற்கு [Modern Physical Science] அடிப்படை யாகி, அதை விரிவாக்கக் காரணமான முக்கிய மேதைகளில் மாதர்கள் மூவர்! ரேடியம் கண்டு பிடித்து, ‘இயற்கைக் கதிரியக்கத்தை’ [Radioactivity] விளக்கிய மேரி கியூரியே முதல்வர்! தாயைப் பின்பற்றிச் ‘செயற்கைக் கதிரியக்கத்தை’ உண்டாக்கி மூலக மாற்றம் [Artificial Transmutation] செய்த அவரது மூத்த புதல்வி ஐரீன் ஜோலியட் கியூரியே இரண்டாமவர்! கியூரி பரம்பரையைப் பின் தொடர்ந்து, யுரேனிய உலோகத்தை நியூட்ரான் கணைகளால் தாக்கி, ‘அணுக்கருப் பிளவு ‘ [Nuclear Fission] நிகழ்ந்துள்ளது என்று 1939 இல் முதன் முதல் பறைசாற்றிய ஆஸ்டிரிய மாது, லிஸ் மைட்னர் [Lise Meitner] மூன்றாமவர்! அணுப்பிளவு அறிவிப்பு ஐரோப்பாவிலும், அமெரிக்காவிலும் காட்டுத் தீபோல் பரவி, 1942 இல் என்ரிகோ ஃபெர்மி முதல் ஆராய்ச்சி அணு உலையைச் சிகாகோவில் இயக்கி, முதல் அணு ஆயுதம் 1945 ஆகஸ்டு மாதம் ஹிரோஷிமாவில் போடப் பட்டு உலகில் அணுயுகப் புரட்சி உதயமானது! அதுமுதல் அகிலமெங்கும் அணு ஆயுதங்களும், அணுசக்தி நிலையங்களும் பெருகி, உலக வரலாறே முற்றிலும் மாறிப் போய்விட்டது!

இருபதாம் நூற்றாண்டில் நிகழ்ந்த அந்த மகத்தான ஆக்கத்திற்கு, 1944 இல் அணுவைப் பிளந்த குழுவினரில் மூன்றாவது குழுவைச் சேர்ந்த, ஜெர்மன் விஞ்ஞானிகள் ஆட்டோ ஹான், ஃபிரிட்ஷ் ஸ்டிராஸ்மன் [Otto Hahn, Fritz Strassmann] இருவர் மட்டுமே நோபெல் பரிசு பெற்றார்கள்! ஆனால் ஆட்டோ ஹானுடன் இயற்கை, செயற்கைக் கதிரியக்க இயக்கங்களில் துணையாளியாகப் பல சோதனைகள் செய்து, புது மூலகத்தைக் கண்டு பிடித்து, அணுக்கரு இயக்கங்கள் செய்து, அவற்றின் விளைவுகளை ஆழமாகப் புரிந்து, ‘அணுப்பிளவு ‘ என்று பெயரிட்ட லிஸ் மைட்னரையும் இணைத்துப் பரிசு அளிக்க, நோபெல் பரிசுக் குழுவினர் தவறி விட்டனர்! லிஸ் மைட்னர் முப்பது ஆண்டுகளாக ஆட்டோ ஹானுடன் கூட்டாளியாக ஆராய்ச்சிகள் செய்து பெர்லின் கெய்ஸர் வில்ஹெம் ரசாயன ஆய்வுச் சாலையில் பணி ஆற்றியவர்! அந்த ஆண்டுகளில் ரேடியம் கண்டு பிடித்த மேரி கியூரியைப் பின்தொடர்ந்து 1917 இல் பிச்பிளண்டி [Pitchblende] தாதுவில் புரொடாக்டினியம் Protactinium] என்னும் புது உலோகத்தைக் கண்டு பிடித்தவர்! அடுத்து ஐரீன், பிரடெரிக் ஜோலியட் கியூரி தம்பதிகள் படைத்த செயற்கை மூலக மாற்ற முறைகளைக் [Artificial Transmutation of Elements] கையாண்டு தாங்களும் புதுப்புது மூலக ஆக்கத்தில் முனைந்து, அணுப்பிளவு இயக்கங்களை ஆட்டோ ஹானுடன் சோதித்தவர்! பெளதிகத் திறமை மிக்க லிஸ் மைட்னர், ரசாயனச் சிறப்புநர் ஆட்டோ ஹான், ரசாயனப் பிரிப்பு முறைகளில் சாமர்த்தியசாலி ஸ்டிராஸ்மன், ஆகியோரின் கூட்டு ஆராய்ச்சியே முடிவில் அணுப்பிளவு இயக்கத்தை உறுதியாக விஞ்ஞான உலகில் நிலை நாட்டியது!

லிஸ் மைட்னர் இருபதாம் நூற்றாண்டு அணுவியல் விஞ்ஞானிகளின் நடுவே மிளிரும் ஒரு வைரம்! மாதருள் ஒரு மாணிக்கம்! அக்காலத்தில் நோபெல் பரிசு பெற்ற ஏனர்ஸ்டு ரூதர்ஃபோர்ட்டு, நீல்ஸ் போஹ்ர், மேரி கியூரி, ஐரீன் கியூரி, பெக்குவரல், ஜேம்ஸ் சாட்விக், என்ரிகோ ஃபெர்மி, ஐன்ஸ்டைன், ஆட்டோ ஹான் ஆகியோரின் நீண்டகால நட்பையும் மதிப்பையும் பெற்ற பெளதிக விஞ்ஞான மேதை, லிஸ் மைட்னர்!

விஞ்ஞான நிபுணர் லிஸ் மைட்னரின் வாழ்க்கை வரலாறு

1878 ஆம் ஆண்டு நவம்பர் 7 ஆம் நாள் லிஸ் மைட்னர் ஆஸ்டிரிய நாட்டு வியன்னாவில் ஒரு யூத குடும்பத்தில் பிறந்தார். செல்வந்தரான அவரது தந்தையார் வியன்னாவில் ஒரு பிரபல வழக்கறிஞர். சிறு வயதிலேயே லிஸாவிடம் தென்பட்ட நாணம், அவர் வாலிபப் பெண்ணாகிப் பிறகு வயது முதிர்ந்த காலங்களிலும் காணப் பட்டது! லிஸ் மைட்னர் சிறுமியாக இருந்த அந்தக் காலத்தில், பெண்டிர் உயர்நிலைப் பள்ளிப் படிப்பை முடிப்பது கூட ஆதரிக்கப் படவில்லை! பெண்கள் மேற்படிப்புக்குப் போவது அவர் சமூகத்தில் அறவே வரவேற்கப் படவில்லை! ஆனால் அவரது பெற்றோர்கள் லிஸ் மைட்னர் கல்விக்கு ஊக்கம் அளித்து தனியாகப் பயிற்சியாளர் [Tutor] மூலம் புகட்டி, மேற்படிப்புக்கும் மிக்க ஆதரவாக இருந்தனர்! மங்கை லிஸ் தனக்குக் கணிதமும், பெளதிகமும் எளிமையாக இருப்பதை அறிந்து கொண்டு, அவற்றில் மனம் ஊன்றிப் படித்துச் சிறப்பாகத் தேர்ச்சி அடைந்தார்.

வியன்னா பல்கலைக் கூடத்தில், [University of Vienna] நுழைவுத் தேர்வுகளில் உயர்ந்த மதிப்பு எண்கள் வாங்கி 1901 இல் தன் மேற்படிப்பைத் துவங்கினார். அங்கே கணிதம், பெளதிகம் ஆகிய இரண்டு பகுதிகளில் சிறப்பாகக் கருத்தூன்றித் தொடர்ந்தார். அவருக்குப் பேராசிரியராக விஞ்ஞானம் புகட்டியவர்கள்: புகழ் பெற்ற லுட்விக் போல்ட்ஸ்மன் [Ludwig Boltzman (1844-1906)], மாக்ஸ் பிளான்க் [Max Planck (1858-1947)], ஃபிரான்ஸ் எக்ஸனர் [Franz Exner]. வெப்ப இயக்கவியல், பூர்வீக நிலைத்துவ யந்திரவியல், நகர்ச்சி நியதி [Thermodynamics, Classical Statistical Mechanics, Kinetic Theory] ஆகியவற்றில் கைதேர்ந்தவர், போல்ட்ஸ்மன். வெப்ப இயக்கவியல் படித்தோருக்குப் பொது வாயு இலக்கம் ‘R ‘, [Universal Gas Constant, ‘R ‘] அல்லது போல்ட்ஸ்மன் நிலையிலக்கம் [Boltzman Constant k] என்றால் என்ன வென்று அறிவர். 1906 ஆம் ஆண்டில் லிஸ் மைட்னர், ‘ஓரினத் தரமற்ற திடவங்களில் வெப்ப நுழைவு ‘ [Heat Conduction in Non-homogenous Solids] என்னும் கோட்பாடை எழுதி வியன்னா பல்கலைக் கழகத்தில் Ph.D. பட்டம் பெற்றார். பெளதிகப் பட்டம் பெற்ற மாதர் பணி செய்ய வியன்னாவில் எவ்வித விஞ்ஞான வேலை வாய்ப்பும் இல்லாததால், லிஸ் 1907 இல் பெர்லின் நகருக்குச் செல்ல வேண்டிய தாயிற்று! பெர்லினில் புகழ் பெற்ற மாக்ஸ் பிளாங்க் [Max Planck] ஆற்றிய விஞ்ஞானச் சொற்பொழிவுகளில் பங்கெடுத்த பின், டாக்டர் ஆட்டோ ஹான் [Otto Hahn] ஆய்வுக்கூடத்தில் சேர்ந்து, கதிரியக்க ஆராய்ச்சிகளைச் செய்தார்.

ஆட்டோ ஹானுடன் முப்பது ஆண்டுகள் அணுக்கரு ஆராய்ச்சி

1901 இல் ரசாயனத்தில் டாக்டர் பட்டம் பெற்ற ஜெர்மன் விஞ்ஞானி, ஆட்டோ ஹான் ஆங்கிலம் கற்க 1904 இல் இங்கிலாந்து லண்டனுக்குச் சென்றார். அங்கே நோபெல் பரிசு பெற்ற ஸர் வில்லியம் ராம்ஸேயுடன் [Sir William Ramsay (1852-1916)] சேர்ந்து பல்கலைக் கழகக் கல்லூரியில் கதிரியக்க ஆய்வுகள் செய்தார். ராம்ஸே சுத்தமாக்கக் கொடுத்த கரடு முரடான ரேடியம் கூட்டுத்திரளில் [Radium Compound] ஆட்டோ ஹான் ஓர் புதிய கதிரியக்கப் பொருளைக் கண்டு பிடித்தார்! அது கதிர்த்தோரியம் [Radiothorium] என்று அழைக்கப் பட்டது! அடுத்து ராம்ஸே சிபாரிசின் பேரில் ஆட்டோ ஹானுக்குப் பெர்லின் பல்கலைக் கழகத்தில் [University of Berlin] ஆசிரியர் பதவி கிடைத்தது. பதவியை ஏற்றுக் கொள்வதற்கு முன், அப்போது கனடா மான்டிராயாலில் [Montreal, Canada] ஆராய்ச்சி செய்து வந்த, புகழ் பெற்ற அணுவியல் விஞ்ஞான மேதை ஏர்னஸ்ட் ரூதர்ஃபோர்டுடன் [Ernest Rutherford] பணி புரிய விரும்பினார்! தன் கதிரியக்க ஞானத்தை விரிவு படுத்தவும், அணுவின் உள்ளமைப்பைப் பற்றி அறியவும் விழைந்து அங்கே பல மாதங்கள் தங்கிப் பயின்றார்!

1906 இல் கனடாவிலிருந்து திரும்பி ஜெர்மனிக்கு ஆட்டோ ஹான் வந்த போதுதான், அவரது ஆய்வுக் கூடத்தில் பணி புரிய உதவியாகச் சேர்ந்தார், லிஸ் மைட்னர்! அடுத்து 1911 இல் ஆட்டோ ஹானும், லிஸ் மைட்னரும் பெர்லின் கெய்ஸர் வில்ஹெம் ரசாயன ஆய்வுக்கூடத்தில் [Kaiser Wilhelm Institute for Chemistry, Berlin] பணி செய்ய மாறினர். அங்கே தனியாக ஆரம்பித்த கதிர் ரசாயனத் துறையகத்தில் [Dept of Radiochemistry] ஆட்டோ ஹான் தலைவராக ஆக்கப் பட்டார். 1915 இல் முதல் உலகப் போர் மூளவே, ஆட்டோ ஹான் ராணுவத் துறையில் சேர்ந்து, ரசாயன நச்சுப்போர் சிறப்புநராகப் [Chemical Warfare Specialist] பணி செய்ய வேண்டிய தாயிற்று. லிஸ் மைட்னர் போரில் காய முற்றோர்க்கு உதவி புரிய பணிப் பெண்ணாக வேலை செய்தார். 1915 இல் போர் முடிந்த பின் இருவரும் கதிரியக்க ஆராய்ச்சிகளைத் தொடர்ந்தார்கள். லிஸ் மைட்னர் பிச்பிளண்டி [Pitchblende], ஸ்கோபைட் [Scopeite], யுரேனோஸ்ஃபரைட் [Uranosphaerite], யுரேனினைட் [Uraninite], பேகலைட் [Bakelite] போன்ற யுரேனியத் தாதுக்களை மேரி கியூரிபோல் சுத்தீகரித்து, 1918 இல் மிகச் சிரமமான புரொடாக்டினியம் [Protactinium-231] என்னும் புதிய கதிர் மூலகத்தைப் [Radio Element] பிரித்தெடுப்பதில் முதலில் வெற்றி பெற்றார்!

கதிரியக்க முள்ள மூலகமான புரொடாக்டினியம்-231 ஆல்ஃபா துகளை [ஹீலியம்] வெளியேற்றி இயற்கையாகத் தேய்ந்து, ஆக்டினியம்-227 [Actinium-227] மூலகமாக மாறுகிறது! புரொடாக்டினியம்-231 மூலகத்தின் அரைப்பளு வாகத் தேயும் காலம் அல்லது “அரை ஆயுள்” [Half Life] 32,800 ஆண்டுகள்! அதன் திணிவு இரும்பைப் போல் இரு மடங்கு [15.4 gram/cubic cm]. அந்த உலோகம் உருகிடும் உஷ்ணம் 1552 டிகிரி C. 91(புரொடாக்டினியம்)231 –>2(ஹீலியம்)4 + 89(ஆக்டினியம்)227 மூலகங்களின் முன்னுள்ளது அணு எண் [Atomic Number->புரோட்டான் எண்ணிக்கை]. அவற்றின் பின்னுள்ளது பளு எண் [Mass Number->புரோட்டான்+நியூட்ரான் எண்ணிக்கை]. 1932 ஆம் ஆண்டு பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி ஜேம்ஸ் சாட்விக் [James Chadwick] அணுக்கருவுள் இருக்கும் நியூட்ரான் [Neutron] என்னும் புதிய துகளைக் கண்டு பிடித்தார். நியூட்ரான்களின் வேகத்தை மிதமாக்கி இத்தாலிய விஞ்ஞானி என்ரிகோ ஃபெர்மி 1934 இல் முதன் முதல் யுரேனிய அணுவை தாக்கி இரு கூறாகப் பிளந்தாலும், அவர் அதன் முக்கியத்தை அறியத் தவறி விட்டார்! பிளவு இயக்கத்தில் விளைந்த கதிர் மூலகங்களைப் [Radio Elements in Fission Products] பிரித்தெடுப்பதில் ஃபெர்மியின் திறமைச் சோதிக்கப் படவே, என்ன விளைந்துள்ளது என்று அறிய முடியாமல் அவர் திண்டாடிப் போனார்! வெறும் பெளதிக விஞ்ஞானியான ஃபெர்மி, ரசாயனச் சிக்கலில் மாட்டிக் கொண்டு அணுப்பிளவு முயற்சியில் ஆரம்ப நிலைக்கு மேல் முன்னேற முடிய வில்லை! அடுத்து ஃபெர்மி புரிந்த யுரேனிய நியூட்ரான் அணுக்கரு இயக்கத்தை மேரி கியூரியின் புதல்வி ஐரீன், அவரது கணவர் பிரடெரிக் [Irene & Frederick Joliot Curie] ஆகியோர் பாரிஸிலும், ஆட்டோ ஹான் அவரது புதிய உதவியாளர் பிரிட்ஷ் ஸ்டிராஸ்மன் ஆகியோர் பெர்லினிலும் திருப்பிச் செய்து பார்த்தனர்! விளைவுப் பொருட்களைப் பிரித்து அவை என்ன மூலகங்கள் என்று கண்டு பிடிப்பதில், என்ரிகோ ஃபெர்மி, ஜோலியட் கியூரித் தம்பதிகள் யாவருமே மிகச் சிரமப் பட்டார்கள்! ஆட்டோ ஹான், ஸ்டிராஸ்மன் இருவரும் பாதிக்கு மேல் முன்னேற முடியவில்லை!

ஜெர்மனியில் யூத வெறுப்பாளி அடால்ஃப் ஹிட்லரின் எழுச்சி!

ஆட்டோ ஹானுடன் ஆய்வுகள் செய்து கொண்டே, 1926 முதல் 1933 ஆண்டு வரை லிஸ் மைட்னர் பெர்லின் பல்கலைக் கழகத்தில் நிலையான பெளதிகப் பேராசிரியராகச் சேர்ந்து நிம்மதியாகப் பணி ஆற்றினார். ஆனால் அது நெடுநாள் நீடிக்க வில்லை! அப்போது மைட்னரும், ஹானும் கதிரியக்க மூலகங்கள் தேயும் போது பீட்டா துகள் [Beta Particle] வெளியேறி, புது மூலகங்கள் தோன்றுவதைப் பிரித்தெடுத்து ஆராய்ந்தார்கள்.

1933 ஏப்ரலில் அடால்ஃப் ஹிட்லர் [Adolf Hitler] ஜெர்மன் அரசாங்கத்தைக் கைப்பற்றித் தளபதி ஆனார்! ஹிட்லர் முதலில் ‘யூத எதிர்ப்புச் சட்டத்தை ‘ [Anti-Jewish Law] அமுல்படுத்தி, ஜெர்மனியில் இருந்த ஆரியரற்ற அறிஞர்களின் [Non-Aryan Academies] பதவிகளைப் பிடுங்கி அவர்களை வெளியே தள்ளினார்! 100 மேற்பட்ட உயர்ந்த யூத விஞ்ஞானிகள் தம் உயிரைக் கையில் பிடித்துக் கொண்டு, மறைமுகமாக ஜெர்மனியை விட்டு அன்னிய நாடுகளுக்கு ஓடினார்கள்! அவர்களில் முக்கிய மானவர்கள்: ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன், எட்வெர்டு டெல்லர் [Edward Teller], ஜார்ஜ் காமாவ் [George Gamov], ஹான்ஸ் பெதே [Hans Bethe], மாக்ஸ் பார்ன் [Max Born], ஜேம்ஸ் ஃபிரான்க் [James Franck], லிஸ் மைட்னரின் மருமான் ஆட்டோ பிரிஷ். இவர்களில் பலர் அமெரிக்காவில் சரண் புகுந்து, பின்னால் 1942 மன்ஹாட்டன் திட்டத்தில் [Manhattan Project] அணு ஆயுத ஆக்கத்திற்கு உழைத்த வர்கள்! ஆட்டோ ஹான், மாக்ஸ் பிளான்க்ஸ் இருவரும் லிஸ் மைட்னரை ஹிட்லரிட மிருந்து சில வருடங்கள் காப்பாற்றினார்கள்! அதே சமயம் ஸ்டிராஸ்மன் பல யூதர்கள் ஜெர்மனியிலிருந்து தப்பிச் செல்ல உதவி செய்தார்!

ஹிட்லரின் கொடுமை தாளாது, யூதரான லிஸ் மைட்னர் 1938 ஜுலையில் சுவீடனுக்கு [Sweden] ஓடினார்! அங்கே ஸ்டாக்ஹோம் நோபெல் ஆய்வுக் கூடத்தில் [Nobel Institute in Stockholm] அணு ஆய்வுக் குழுவில் ஆசிரியராகச் சேர்ந்து அங்கே 20 ஆண்டுகள் தங்கினார்! அடுத்து 1958 இல் மைட்னர் இங்கிலாந்துக்குப் புலம் பெயர்ந்து, கேம்பிரிட்ஜ் பல்கலைக் கழகத்தில் ஆராய்ச்சிகளைத் தொடர்ந்து வாழ்நாள் முழுவதும் 1968 வரை கேம்பிரிட்ஜிலே காலம் தள்ளினார்.

முதன் முதல் அணுப்பிளவு இயக்க அறிவிப்பு

ஆய்வு ரசாயனத்தில் [Analytical Chemistry] வல்லுநரான, பிரிட்ஷ் ஸ்டிராஸ்மன் 1929 இல் டாக்டர் பட்டம் பெற்று, 1934 இல் ஆட்டோ ஹான் ஆய்வுக் கூடத்தில் சேர்ந்தார். நியூட்ரான், யுரேனிய அணுக்கரு இயக்கத்தில், யுரேனியம் தகர்க்கப் பட்டு, முடிவில் உண்டான சிறு துணுக்குகளை முறையாகப் பிரித்து, அவற்றில் ஒரு விளைவு பேரியம் [Barium Element] என்று கண்டு பிடிக்க உதவியவர், பிரிட்ஷ் ஸ்டிராஸ்மன்! ஆட்டோ ஹான், ஸ்டிராஸ்மன் இருவரும் பேரியம் ஒன்றை மட்டும் கண்டார்கள்! அந்த சமயத்தில் அதே அணுக்கரு இயக்கத்தைச் செய்து பார்த்த ஐரீன் கியூரி, பிரடெரிக் ஜோலியட் தம்பதிகள் தாம் பிரித்தெடுத்த லாந்தனம் மூலகம் [Lanthanam Element] ஒன்றை மட்டும் கண்டார்கள்! 1932 இல் முதன் முதல் யுரேனிய அணுவைப் பிளந்த இத்தாலிய மேதை என்ரிக்கோ ஃபெர்மி, புதிதாய் விளைந்த யுரேனியக் கதிர் ஏகமூலத்தை மட்டும் கண்டு, தவறாகத் தான் மூலக மாற்றம் செய்து விட்டதாகக் கருதினார்! யானையின் ஓர் அங்கத்தைத் தடவி வர்ணித்த குருடர்போல், ஒவ்வொரு குழுவினரும் ஏதாவது ஒன்றை மட்டும் கண்டு, மற்றவற்றை ஆராய முடியாமல் விட்டு விட்டு அணுக்கருப் பிளவு இயக்கத்தின் மகத்தான முழு வடிவத்தைக் காண முடியாமல் போனார்கள்!

மித வேக நியூட்ரான், யுரேனியம்235 அணுப்பிளவு இயக்கம் 1 :- யுரேனியம்235 + நியூட்ரான்1 –>யுரேனியம்236* (தேய்ந்து) –> –>பேரியம்139* + கிரிப்டான்95* (தேய்ந்து) –> –>மாலிப்டினம்95* + லாந்தனம்139* + 2 புது நியூட்ரான்1 + 200 MeV சக்தி மித வேக நியூட்ரான், யுரேனியம்235 அணுப்பிளவு இயக்கம் 2 :- யுரேனியம்235 + நியூட்ரான்1 –>யுரேனியம்236* (தேய்ந்து) –> –>ருபீடியம்93* + சீஸியம்140* + 2 புது நியூட்ரான்1 + 200 MeV சக்தி [(*) குறி  கதிரியக்க மூலகத்தைக் காட்டுகிறது]

ஆட்டோ ராபர்ட் ஃபிரிஷ் [Otto Robert Frisch] 1904 ஆம் ஆண்டு அக்டோபர் முதல் தேதியில் ஆஸ்டிரியா வியன்னாவில் யூத குடும்பத்தில் பிறந்தவர். லிஸ் மைட்னரின் தங்கை அகஸ்டி மைட்னரின் [Auguste Meitner Frisch] புதல்வர், ராபர்ட் ஃபிரிஷ். 1926 இல் வியன்னா பல்கலைக் கழகத்தில் Ph.D. பட்டம் வாங்கினார். ஃபிரிஷ் ஆட்டோ ஸ்டெர்ன் [Otto Stern], இம்மானுவல் ஈஸ்டர்மன் [Immanuel Eastermann] ஆகியோருடன் 1933 இல் கூட்டாக உழைத்து புரோட்டான்களின் காந்த நெம்பலை [Magnetic Moment of Protons] அளந்தார். ராபர்ட் ஃபிரிஷ் இரண்டாம் உலகப் போரின் சமயத்தில், அமெரிக்காவுக்குச் சென்று, அங்கே ராபர்ட் ஓப்பன்ஹைமரின் [Robert Oppenheimer] கீழ் மறைமுக மன்ஹாட்டன் திட்டத்தில் பங்கெடுத்து, அணு ஆயுதப் படைப்பு விஞ்ஞானிகளில் ஒருவராகப் பணி யாற்றினார்! 1947 ஆண்டு இங்கிலாந்துக்குச் சென்று, காவென்டிஷ் ஆய்வுக் கூடத்தில் 1979 வரை அணுக்கரு பெளதிகத் துறையின் ஆணையாளர் ஆகப் பணியாற்றினார்.

1938 டிசம்பரியில் ஆட்டோ ஹானும், ஸ்டிராஸ்மனும் நியூட்ரான், யுரேனிய அணுக்கரு இயக்க விளைவில் ஒரே ஒரு துணுக்கு பேரியத்தைப் பிரித்து, அவ்வியக்கத்தை வெளியிட்டார்கள். ரசாயன மேதைகளான இருவருக்கும் மெய்யாக என்ன நிகழ்ந்துள்ளது என்று விளங்காமல், கடிதம் மூலம் சுவீடனிலிருந்த பெளதிக மேதை லிஸ் மைட்னருக்கு, அந்த இயக்கத்தைப் பற்றி ஆட்டோ ஹான் எழுதினார்! அதிர்ஷ்ட வசமாக பெரியம்மா லிஸ் மைட்னரைப் பார்க்க வந்திருந்த, ராபர்ட் ஃபிரிஷ் ஆட்டோ ஹானின் கடிதத்தைப் படிக்க நேர்ந்தது! இருவரும் குளிர்ப்பனிக் காலத்தில் நெடு நேரம் நடந்து, அந்த அணுக்கரு இயக்க விளைவை ஆய்வு செய்து, உலக வரலாற்றையே மாற்றி விட்ட ஓர் புதிய முடிவுக்கு வந்தனர்! பிரிட்டனில் பதிப்பாகும் ‘இயற்கை ‘ [Nature] என்னும் வெளியீட்டில் எழுதி, இருவரும் 1939 ஜனவரி 16 ஆம் தேதி அறிவித்தார்கள். ‘இது ஒரு நூதன அணுக்கரு இயக்கம்! கதிரியக்கத்தில் தேயும் நிலையற்ற யுரேனியம்235 அணுக்கரு, ஒரு மித நியூட்ரான் துகள் சேர்ந்தவுடன் பாரம் தாங்காமல், இரண்டு சிறு துண்டங்களாகப் பிளந்திருக்கிறது! அவை ஏறக்குறைய சமமான சிறு துணுக்குகள்! இது ஓர் ‘அணுக்கருப் பிளவு’ [Nuclear Fission] இயக்கம்! மூலக அணி அட்டவணையின் இறுதியில் இருக்கும் யுரேனியம் திரிவு நிலையில் பிளந்து, நடுவே உள்ள இரு மூலகங்களாகச் சிறுத்துள்ளது! இதன் விளைவில் பேரளவு சக்தி வெளியாகும்! அதாவது அணுக்கரு இயக்கத்தில் ஒரு துகளின் பிணைவு சக்தி [Binding Energy] 7.5 MeV அளவிலிருந்து 8.4 MeV ஆகக் கூடி விட்டது! ‘ இச்செய்தி விஞ்ஞான உலகில் விரைவாகப் பெருகியது! அடுத்து அவ்வியக்கத்தை உடனே பிரான்ஸில் செய்து பார்த்த ஐரீன், பிரடெரிக் ஜோலியட் கியூரி தம்பதிகள் வெளியாகும் சக்தி 200 MeV என்று கணக்கிட்டு அறிவித்தார்கள்! மேலும் அணுக்கருப் பிளவில், ஒவ்வொரு பிளவிலும் புதிதாக இரு வேக நியூட்ரான்கள் எழுவதைக் காட்டி, அவற்றைக் கட்டுப்படுத்தி அணுக்கருத் தொடரியக்கத்தை [Nuclear Chain Reaction] ஏற்படுத்தி, பிரம்மாண்டமான அணுசக்தியை வெளிப்படுத்தலாம் என்று பிரடெரிக் ஜோலியட் கியூரி அறிவித்தார்!

மேற்கூறிய ‘அணுக்கருப் பிளவு ‘, ‘அணுக்கருச் சக்தி ‘ ஆகிய செய்தி ஐரோப்பாவிலும், அமெரிக்கா விலும் மின்னல் போல் பரவியது! ஆட்டோ ஹானும், ஸ்டிராஸ்மனும் அணுவைப் பிளந்து விட்டோம் என்று வெளிப்படையாகப் பறை சாற்றினார்கள்! அணுப்பிளவுக் கண்டு பிடிப்புக்கு லிஸ் மைட்னர் பல பரிசுகளும், வெகுமதிகளும் பெற்றார். 1944 ஆம் ஆண்டில் ஆட்டோ ஹான், ஸ்டிராஸ்மன் அணுப்பிளவை உண்டாக்கியதற்கு நோபெல் பரிசு பெற்றார்கள்! யுத்தம் முடிந்த பின்புதான் 1946 இல் ஆட்டோ ஹான், ஸ்டிராஸ்மன் இருவரும் நோபெல் பரிசு பெற ஸ்டாக்ஹோம் சென்றார்கள்! ஹிட்லருக்குப் பயந்து, ஆட்டோ ஹான் அணுக்கருப் பிளவு விளக்கத்தில் யூதரானத் தன் முப்பது வருடத் துணையாளியின் பங்கைக் குறைவாக எழுதி மறைத்ததால், நோபெல் பரிசு லிஸ் மைட்னருக்குக் கிடைக்காமல் போனது! லிஸ் மைட்னரும் அதை வெளியே காட்டிக் கொள்ளாமல், நெஞ்சுக்குள்ளே வேதனைப் பட்டார். மற்றும் அணு ஆயுதம் 1945 இல் ஆக்கப் பட்டு ஜப்பானில் விழுந்து, ஆயிரக் கணக்கான பேர் மாண்டதைக் கேட்டு, லிஸ் மைட்னரும், ஆட்டோ ஹானும் மனம் உடைந்தனர்! சொற்பொழிவின் போது, லிஸ் மைட்னர் தான் அணுப்பிளவுச் சோதனைகளில் பல்லாண்டு பங்கேற்றதை வெறுத்து, வெளியே சொல்வதைக் கூட மறைக்க முற்பட்டார்

 

அமெரிக்கா லிஸ் மைட்னருக்கு அளித்த உன்னத விஞ்ஞானப் பரிசு

முதல் உலகப் போர் ஐரோப்பாவைக் கலக்கிய போது, லிஸ் மைட்னர் யுத்த முன்னணியில் நின்று பணிப் பெண்ணாக காய முற்றோர்களுக்கு உதவி செய்தார். இரண்டாம் உலகப் போர் முடிந்த பின், ஐரோப்பாவில் பல நாடுகள் அணு ஆயுதம் செய்ய லிஸ் மைட்னரை அழைத்த போது, அவர் பங்கொள்ள மறுத்தார்! உலக நாடுகள் அணுகுண்டுகள் ஆக்குவதையும், அணு ஆயுதங்கள் பெருக்குவதையும் அறவே எதிர்த்தார்! அணு ஆயுதப் படைப்புக்கு ஓரளவு காரணமான லிஸ் மைட்னர், எங்கெங்கு சென்று சொற்பொழிவு தரும் போதெல்லாம், அணுப்பிளவில் தான் சாதித்ததை வெளியில் சொல்லிக் கொள்வ விழைவதில்லை! 1960 இல் லிஸ் மைட்னர் தனது 82 ஆவது வயதில் விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிப் பணிகளிலிருந்து முழுமையாக ஓய்வெடுத்துக் கொண்டார்! அவர் கடைசிவரைத் திருமணம் செய்து கொள்ளவில்லை! ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் லிஸ் மைட்னரை, உலகப் புகழ் பெற்ற மேரி கியூரியுடன் ஒப்பிட்டு, அவரை “ஜெர்மன் மேடம் கியூரி” என்று பாராட்டி மதிப்பீடு செய்தார்! லிஸ் மைட்னரின் வாழ்க்கையில் அவரது பெரும் ஆறுதல் என்ன வென்றால், நோபெல் பரிசு பெற்ற விஞ்ஞான மேதைகள் நீல்ஸ் போஹ்ர், அவரது மனைவி மார்கரெட் [Neils Bohr, Wife Magarethe], மாக்ஸ் பார்ன் [Max Born], உல்ஃப்காங் பாலி [Wolfgang Pauli], ஜேம்ஸ் சாட்விக் [James Chadwick], ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் ஆகிய நண்பர்கள் தன்மீது கொண்டிருந்த நிலையான நட்பு மட்டுமே!

1946 இல் லிஸ் மைட்னர் அமெரிக்காவுக்குச் சென்று, கத்தோலியப் பல்கலை கழகத்தில் விஜயம் செய்யும் பேராசிரியராகப் [Visiting Professor at Catholic University, Washington D.C.] பணி செய்தார். 1959 இல் இரண்டாம் முறை வந்த போது, பிரைன் மாவர் கல்லூரியில் [Bryn Mawr College] விஞ்ஞானச் சொற்பொழிவை நிகழ்த்தினார்! 1944 இல் நோபெல் பரிசுக் குழு செய்த தவறைச் சீர்ப்படுத்த 1966 ஆம் ஆண்டு அமெரிக்கா தனது உயர்ந்த 100,000 டாலர் “என்ரிகோ ஃபெர்மிப் பரிசை” [Enrico Fermi Award] அணுப்பிளவு முன்னோடிகளான ஆட்டோ ஹான், லிஸ் மைட்னர், பிரிட்ஷ் ஸ்டிராஸ்மன் மூவருக்கும் அளித்துக் கெளரவித்தது! 1958 ஆம் ஆண்டு லிஸ் மைட்னர், இங்கிலாந்து சென்று கேம்பிரிட்ஜில் ஒரு சிறு இல்லத்தில் பத்தாண்டுகள் வாழ்ந்து, 1968 ஆம் ஆண்டு அக்டோபர் 27 ஆம் தேதி, தனது 90 ஆவது வயதில் அமைதியாகக் காலமானார். அவரது ஆத்ம விருப்பங்கள் இரண்டு: ஒன்று இசை, மற்றோன்று கண்கொளாக் காட்சியான ஆஸ்டிரிய மலைத்தொடர் மீது உலாவுவது! அவர் சுவீடன் நாட்டுக் குடியினர் ஆயினும், தனது ஆஸ்டிரிய பிரஜா உரிமையை இறுதிக் காலம் வரை வைத்திருந்தார்! அணுப்பிளவை முதலில் அறிவித்த மைட்னர் பெயரில், அணு எண் 109 உடைய கதிரியக்க மூலகம் [Radio Element] ‘மைட்னரியம்’ [Meitnerium] என்று 1997 இல் பெயரிடப் பட்டுள்ளது! ஜெர்மன் விஞ்ஞானிகள் பிஸ்மத், இரும்பு [Bismuth & Iron] ஆகிய மூலகங்களை அணுப்பிணைவு இயக்கத்தில் [Nuclear Fusion] பிணைத்து 1982 ஆம் ஆண்டு ஆய்வுக் கூடத்தில் செயற்கை முறையில் முதன் முதல் உண்டாக்கப் பட்ட மூலகம், “மைட்னரியம்”  பெயரிடப் பட்டது !

*******************

Information

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Lise_Meitner  [April 2, 2013]
2. http://www.washingtonpost.com/wp-srv/style/longterm/books/chap1/lisemeitner.htm [1996]
3. http://ansnuclearcafe.org/2012/02/14/lise-meitners-fantastic-explanation-nuclear-fission/ [February 14, 2012]

++++++++++++++++++

S. Jatyabarathan (jayabarat@tnt21.com)  April 11, 2013 [R-1]

https://jayabarathan.wordpress.com/

 [ http://vimeo.com/52164776 ]

சி. ஜெயபாரதன், B.E. (Hons), P.Eng. (Nuclear) Canada

புகழ் பெற்ற மேரி கியூரியின் ஒப்பற்ற புதல்வி

1903 இல் விஞ்ஞான மேதைகள் தாய் மேரி கியூரி, தந்தையார் பியர் கியூரி இருவரும் ரேடியத்தில் இயற்கைக் கதிரியக்கத்தைக் கண்டு பிடித்ததற்கு, நோபெல் பரிசை பிரென்ச் விஞ்ஞானி ஹென்ரி பெக்குவரலுடன் பகிர்ந்து கொண்டனர்! அப்போது அவர்களின் புதல்வி ஐரீன் கியூரி ஆறு வயதுச் சிறுமியாக, அம்மாவின் அருகில் அமர்ந்திருந்தாள்! முப்பத்திரெண்டு ஆண்டுகளுக்கு பின்பு 1935 ஆம் ஆண்டு அதே இடத்தில் ஐரீன் கியூரி, அவரது கணவர் பிரடெரிக் ஜோலியட் இருவருக்கும் செயற்கைக் கதிரியக்கம் ஆக்கியதற்கு நோபெல் பரிசு அளிக்கப் பட்டது. அப்போது ஐரீன் அருகில் அவரது புகழ் பெற்ற தாய் மேரி கியூரி அமர்ந்திருக்க வில்லை! அவர் ரேடியத்தின் வீரியக் கதிரியக்கம் பல்லாண்டுகள் தாக்கி ஓராண்டுக்கு முன் இரத்த நோயில் இறந்து போனார்! பெளதிக விஞ்ஞானத்திற்கு நோபெல் பரிசு பெற்ற முதற் பெண்மணி, மேரி கியூரி! இரண்டாவது பெண்மணி புதல்வி ஐரீன் கியூரி! தாய் உயிரோடு இருந்திருந்தால், நோபெல் பரிசு கிடைத்த புதல்வியைப் பெற்றதற்கு எவ்வளவு மகிழ்ச்சி அடைந்திருப்பார் ?

சில விஞ்ஞானிகள் வெறும் தத்துவ வாதிகள்! சில விஞ்ஞானிகள் சோதனைகளைத் திறம்படச் செய்யும் திறமைசாலிகள்! சில விஞ்ஞானிகள் மேம்பட இயக்கும் நிர்வாகிகள்! ஐரீன் ஜோலியட் கியூரி மேற்கூறிய முத்திறமும் படைத்தவர்! ஐரீன் பாரிஸ் கியூரி ஆராய்ச்சிக் கூடத்தின் ஆணையாளர். அங்கே தனியாக ஐரீன் கணவருடன் ஆய்வுகள் செய்தும் வந்தார்! பிரென்ச் அணுசக்திப் பேரவையில் ஓர் உறுப்பினர். அத்துடன் பாரிஸ் பல்கலைக் கழகத்தின் ரசாயனத் துறைப் பேராசிரியர்! ஆய்வுக் கூடத்தில் ஐரீன் ஓர் யதேட்சை அதிகாரி! எதுவும் துப்புரவாகத், தூய்மையாகத், துல்லியதாக [Meticulous] இருக்க வேண்டுமென அவரது பதவி அதிகாரத்தைக் காட்டுவார்!

கதிரியக்கம் கண்டு பிடித்து, உலகப் பெயர் பெற்ற மேரி கியூரி, பியரிக் கியூரி ஆகிய விஞ்ஞானத் தம்பதிகளுக்குப் பிறந்த மூத்த புதல்வி ஐரீன் கியூரி! இதுவரை யாரும் அடையாத இரண்டு நோபெல் பரிசுகளைப் பெற்று, நவீன விஞ்ஞானத்துக்கு அடிகோலிய மேரி கியூரியின் அருமைப் புதல்வி, ஐரீன் கியூரி! ‘தாயைப் போல பிள்ளை’ என்ற முதுமொழியை மெய்ப்பித்து, முதன் முதல் செயற்கைக் கதிரியக்கத்தைச் [Artificial Radioactivity] செய்து காட்டி தாயைப் போல் தானும் தன் கணவருடன் 1935 இல் நோபெல் பரிசு பெற்றவர்! மூலக மாற்றத்தைப் [Transmutation of Elements] புரிந்து ஏராளமான கதிரியக்க ஏகமூலங்களைப் படைத்து [Radioactive Isotopes], மூலகங்களின் அணி அட்டவணையைப் [Periodic Table of Elements] பெரிது படுத்திய விஞ்ஞானப் பெண் மேதை, ஐரீன் ஜோலியட் கியூரி!

தாய் மேரி கியூரியைத் தெரிந்த அளவுக்கு, தாயைப் போல் வாழ்வு முழுவதையும் விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகளுக்கே அர்ப்பபணித்த ஐரீன் கியூரியைப் பற்றி, பலர் அறிய மாட்டார்கள்! புகழ் பெற்ற விஞ்ஞானப் பெற்றோர்களால் புதல்வி ஐரீன் மறைக்கப் பட்டாள்! அவளுடன் நோபெல் பரிசைப் பகிர்ந்து கொண்ட அவளது விஞ்ஞானக் கணவன், பிரடெரிக் ஜோலியட்டால் அவள் பெயர் மறைந்து போனது! விஞ்ஞானி யில்லாத அவரது தங்கை ஈவ் கியூரி 1937 இல் தாயின் சரிதையைப் புத்தகமாக எழுதி, பலரைக் கவர்ந்ததால் ஐரீன் புகழ் சிறிது மறைவு பட்டுப் போனது! கதிரியக்கத்தை விளக்கி, நவீன விஞ்ஞானத்திற்கு பாதை வகுத்த மேரி கியூரியின் கால் தடத்தைப் பின்பற்றிச், செயற்கைக் கதிரியக்கத்திற்கு வழி வகுத்துப், புதிய கதிரியக்க மூலகங்களை [Radioactive Elements] உண்டாக்கி, அணுவைப் பிளக்க அடிகோலிய ஐரீன் கியூரிக்கு நோபெல் பரிசு கிடைத்தாலும், மேரி கியூரியின் புகழ் பன்மடங்கு பெருகியதே தவிர, புதல்வியின் புகழ் உலகில் மறைந்தே கிடந்தது!

ஐரீன் பிரடெரிக் தம்பதிகளின் விஞ்ஞான வாழ்க்கை வரலாறு

1897 செப்டம்பர் 12 ஆம் தேதி பாரிஸில் மேரி கியூரி, பியரி கியூரி விஞ்ஞானத் தம்பதிகளுக்கு ஐரீன் மூத்த புதல்வியாய்ப் பிறந்தார். இரண்டாம் புதல்வி பெயர் ஈவ் கியூரி. தாய்மைப் பணிகளை ஒருபுறம் கவனித்துக் கொண்டே, மறுபுறம் விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகளைக் கைவிடாது கண்காணித்து வந்தார், தாய் மேரி கியூரி. மேரியின் முக்கியப் பணி புதல்விகள் இருவருக்கும் உயர்ந்த கல்வியைப் புகட்ட ஆவன செய்வது.

சிறிய வயதிலிருந்தே, ஐரீன் எதிலும் மிகத் திறமைசாலியாக மிளிர்ந்தாள்! கணிதத்தில் அவள் மித மிஞ்சிய சாமர்த்தியசாலி! பத்து வயதிலேயே ஐரீன் கணக்கில் கொண்டிருந்த வலிமை பளிச்செனத் தெரிந்தது! வல்லுநர்களின் பிள்ளைகள் பத்துப் பேருடன் ஒருத்தியாக, தனியார் நடத்தும் சிறப்புப் பள்ளியில் ஐரீன் படிக்கத் தொடங்கினாள். அப்பள்ளியின் ஆசிரியர்கள்: மேரி கியூரி, பெளதிக விஞ்ஞானி பால் லாங்கிவின் [Paul Langevin], ஜீன் பெர்ரின் [Jean Perrin] ஆகியோர்.

செவைன் கல்லூரியில் [College of Sevigne] உயர்நிலைப் பள்ளிப் படிப்பை முடித்து விட்டு, ஐரீன் சார்போன் பல்கலைக் கழகத்தில் [Sorbonne, Now University of Paris] 1914 இல் கணிதமும், பெளதிகமும் பயின்றார். ஐரோப்பாவில் முதல் உலகப் போர் 1916 இல் துவங்கவே, ஐரீன் கல்லூரிப் படிப்புத் தடையுற்றது! அப்போது ஐரீன் தாய் மேரி கியூரியுடன் சேர்ந்து, போரில் காயப் பட்டவர்களுக்குப் பணி செய்ய, எக்ஸ்ரே சாதன வாகனத்தில் பயணம் செய்து முதல் உதவி செய்தாள். மேலும் ஐரீன் அப்பணியைப் பிரான்ஸ், பெல்ஜியம் ராணுவ மருத்துவக் கூடங்களில் நீடித்து, எக்ஸ்ரே ஆய்வுச் சாதனங்களை நிறுவ எற்பாடு செய்தாள். அவ்வரிய சமூக சேவை யானது பாராட்டப் பட்டு, ஐரீன் ராணுவப் பதக்கத்தைப் பெற்றாள்.

பிரடெரிக் ஜோலியட் 1900 ஆம் ஆண்டில் பாரிஸில் பிறந்தவர். சிறு வயதில் விளையாட்டுப் பிள்ளையாய்த் திரிந்து குடும்பத்தின் சொத்து, சுகங்கள் கரைந்து போகவே, பிரடெரிக் படிப்பில் அக்கறை காட்ட வேண்டிய தாயிற்று! பெளதிகத் தொழிற்துறைக் கல்லூரியில் பொறியியல் பயின்று, பட்டம் பெற்று முதல்வராகத் தேர்ச்சி அடைந்தார். ராணுவச் சேவை செய்த பிறகு, ஆராய்ச்சி செய்ய அவருக்கு உபகார நிதி வெகுமதி யாகக் கிடைத்தது.

1918 இல் 21 வயதாகும் போது, ஐரீன் பாரிஸ் பல்கலைக் கழகத்தின் கியூரி ரேடிய ஆய்வுக் கூடத்தில் [Curie Radium Institute], தாயின் துணையாளி ஆகப் பணிபுரியச் சென்றாள். அங்கே நடக்கும் ஆராய்ச்சியில் பங்கெடுத்து ‘போலோனியத்தின் ஆல்ஃபாக் கதிர்கள் ‘ [Alpha Rays of Polonium] என்னும் விஞ்ஞானக் கோட்பாடை எழுதி, 1925 இல் டாக்டர் [Doctor of Science] பட்டத்தைப் பெற்றார். அதே ஆண்டு பெளதிக விஞ்ஞானி பால் லாங்ஜிவின் சிபாரிசின் பேரில் மேரி கியூரியிடம், உதவி விஞ்ஞானியாய் ஆராய்ச்சி புரிய வந்தார், பிரடெரிக் ஜோலியட் [Frederick Joliot]. ஆய்வுக் கூடத்தில் கதிரியக்கச் சூழ்நிலையில் பணி செய்ய, அவருக்கு முன்னறிவிப்பாய் சோதன முறைகளைச் சொல்லிக் கொடுக்கும் முதல் வேலை ஐரீனுக்குத் தரப்பட்டது! ஐரீன், பிரடெரிக் இருவரும் விஞ்ஞானம், கலைத்துவம், மனிதத்துவம், விளையாட்டு, பொழுது போக்கு ஆகியவற்றில் ஒரே மாதிரி ஆர்வத்தைக் கொண்டிருந்ததால், அவர்கள் காதல் வயப்பட்டு 1926 அக்டோபர் 28 இல் மணம் புரிந்து, தாய் தந்தையரைப் போன்று விஞ்ஞானத் தம்பதிகள் ஆயினர்! 1928 முதல் ஐரீன், பிரடெரிக் இருவரும் ஒன்றாய் இணைந்து நீண்ட நேரம் விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகள் புரிந்தனர்! 1930 இல் பிரடெரிக் ஜோலியட் எழுதியக் கதிர் மூலகங்களின் மின்னியல் ரசாயனக் [Electrochemistry of Radio Elements] கோட்பாடுக்கு டாக்டர் [Doctor of Science] பட்டத்தைப் பெற்றார். ஐரீன் பிரடெரிக் தம்பதிகளுக்கு ஹெலென் [1927] என்ற புதல்வியும், பியர் [1932] என்ற புதல்வனும் பிறந்தனர்.

ஐரீன், பிரடெரிக் தம்பதிகள் ஆக்கிய செயற்கை மூலகங்கள்

பிரென்ச் விஞ்ஞானி ஹென்ரி பெக்குவரல் 1896 இல் யுரேனிய உப்பு எக்ஸ்ரே போல் கதிர்வீசுவதை முதலில் ஆராய்ச்சியின் போது கண்டார். அதைத் தொடர்ந்து மற்ற தாதுக்களை ஆய்வு செய்த மேரி, பியர் கியூரித் தம்பதிகள் 1898 இல் ஆல்ஃபாத் துகள், பீட்டாத் துகள், காமாக் கதிர்கள் வீசும் [Alpha Particle, Beta Particle, Gamma Rays] ரேடியம், போலோனியம் ஆகிய இரண்டு கதிரியக்க மூலகங்களை முதலில் கண்டு பிடித்தார்கள். ஆல்ஃபாத் துகள் ஓர் ஹீலிய அணு. பீட்டாத் துகள் எதிர்மின் கொடை [Negative Charge] உள்ள ஓர் எலக்டிரான். காமாக் கதிர்களுக்கு எக்ஸ்ரே [X-Rays] போன்று எந்த வித மின்கொடையும் கிடையாது. அடுத்து 1932 இல் பிரிட்டிஷ் விஞ்ஞானி ஜேம்ஸ் சாட்விக் [James Chadwick] அணுக்கருவுள் இருக்கும் நியூட்ரான் என்னும் புதிய துகளைக் கண்டு பிடித்தார். நியூட்ரான் துகளுக்கும் எந்த வித மின் கொடையும் இல்லை! அதே ஆண்டில் அமெரிக்க விஞ்ஞானி கார்ல் டேவிட் ஆன்டர்ஸன் நேர்மின் கொடை யுடைய பாஸிட்ரான் துகளைக் [Positron] கண்டு பிடித்தார். அதன் இருக்கையை ஐரீன் பிரடெரிக் தம்பதிகளும் சோதனை மூலம் நிரூபித்து உறுதிப் படுத்தினர்.

இங்கிலாந்து கேம்பிரிட்ஜ் காவென்டிஷ் ஆய்வுக் கூடத்தில் அணுவியல் மேதை ஏர்னஸ்ட் ரூதர்ஃபோர்டு [Ernest Rutherford (1871-1937)] மூலக மாற்றம் புரிய ஆராய்ச்சிகள் செய்தார். அப்பணியில் அவருக்கு 1929 இல் உதவி செய்த ரஷ்ய விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமாவ் [George Gamow], விரைவாக்கிய புரோட்டான் கணைகளைப் [Accelerated Protons] பயன்படுத்தி அணுவைப் பிளக்க எவ்வளவு சக்தி தேவைப்படும் என்று கணித்தார். அப்போதுதான் முதன் முதலாக காமாவ் மூலகங்களின் ரசவாதம் அல்லது மூலக மாற்ற முறைகளுக்கு [Artificial Transmutation of Elements] அடிப்படைக் கோட்பாடுகளை அமைத்தார். 1932 இல் அவற்றைப் பயன்படுத்திப் பின்னால் ஜான் காக்கிராஃப்ட் [John Cockcroft (1897-1967)] தனது நேரடி விரைவாக்கியில் [Linear Accelerator], போரான், லிதியம் [Boron & Lithium] ஆகிய இரண்டையும் புரோட்டான் கணைகளால் தாக்கி ஹீலியத்தை வெற்றிகரமாய் உண்டாக்கினார்! அதுவே முதன் முதல் செய்யப் பட்ட மூலக மாற்றம் அல்லது ரசவாதம் [Artificial Transmutation].

அணுவின் மையமான அணுக்கருவில் புரோட்டான், நியூட்ரான் உள்ளன. சூரியனை மையமாகக் கொண்டு, அண்ட கோளங்கள் சுற்றி வருவதைப் போல், அணுக்கரு நடுவை எலக்டிரான்கள் சுழல்வீதியில் [Orbits] சுற்றி வருகின்றன. புரோட்டான் நேர்மின் கொடையும் [Positive Charge], எலக்டிரான் எதிர்மின் கொடையும் [Negative Charge] கொண்டவை.

நியூட்ரானுக்கு எவ்வித மின் கொடையும் [Neutral Charge] இல்லை! ஓர் மூலகத்தின் புரோட்டான் எண்ணிக்கை அணு எண் [Atomic Number] என்றும், புரோட்டான் நியூட்ரான் ஆகியவற்றின் கூட்டு எண்ணிக்கை நிறை எண் அல்லது பளு எண் [Mass Numer] என்றும் குறிப்பிடப் படுகின்றன. இரண்டு அல்லது இரண்டுக்கு மேற்பட்ட மூலகங்களின் அணுக்கருவில் புரோட்டான்களின் எண்ணிக்கை ஒன்றாக இருந்து, நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை வேறுபட்டிருந்தால், அவற்றை ஏகமூலங்கள் [Isotopes] என்று குறிப்பிடுகிறார்கள். அதாவது ஒரே அணு எண்ணைக் கொண்டு வேறுபட்ட நிறை எண்களைப் பெற்ற மூலகங்களை நிலையான மூலகத்தின் ஏகமூலங்கள் என்று சொல்கிறார்கள்.

ஐரீன் கியூரியும் பிரடெரிக் ஜோலியட்டும் மூலக மாற்றத்தில் [Transmutation of Elements] புரிந்த அரும் பெரும் விஞ்ஞானச் சாதனைகள் என்ன ? அவர்கள் இருவரும் மேரி கியூரி, பியர் கியூரித் தம்பதிகள் போல் நோபெல் பரிசு பெறும் அளவுக்கு, ரசாயனத்தில் ஆக்கிய தென்ன ? ஐரீனுடைய பெற்றோர்கள் தனித்தெடுத்த ரேடியம், போலோனியம் என்னும் இரண்டு சுயமாய்த் தேயும் மூலகங்களில் [Spontaneous Decay of Elements], ரேடியத்தை விடப் போலோனியம் பதினாறு மடங்கு மித மிஞ்சி நிலையற்று [Highly Unstable], அதன் அணுக்கரு வேகமாய்த் தேய்வடைகிறது! அதாவது ஒரே அளவு எடை எடுத்துக் கொண்டால் போலோனியம், ரேடியத்தை விட அதி வேக முள்ள ஆல்ஃபாத் துகளை அதிக எண்ணிக்கையில் வெளியாக்குகிறது! ஆல்ஃபாத் துகள் என்பது ஹீலிய அணுவைத் தவிர வேறு ஒன்றும் இல்லை!

1934 ஆம் ஆண்டில் ஐரீன், பிரடெரிக் இருவரும் செய்து காட்டிய ‘செயற்கைக் கதிரியக்கம் ‘ [Artificial Radioactivity] என்பது என்ன ? தம்பதிகள் தமது ஆராய்ச்சியின் போது போரான், அலுமினியம், மக்னீஷியம் ஆகியவற்றைத் தனித் தனியாக [Boron, Aluminium, Magnesium], அதி வேக ஆல்ஃபாத் துகளைக் கணையாகக் கொண்டு தாக்கிய போது இதுவரை யாரும் அறியாத விந்தை விளைவுகளைக் கண்டார்கள்! முதல் இயக்க முடிவில் கதிர்வீசும் புதிதான நைட்ரஜன் மூலகம் [Radioactive Nitrogen] உண்டானது! அதாவது போரான் மூலகம் நைட்ரஜனாக மாறி விட்டது! இது ஓர் மூலக மாற்றம் [Transmutation of Element], அல்லது ரசவாதம் [Alchemy] என்று சொல்லப் படுகிறது. இந்த அணுக்கரு இயக்கத்தின் சிறப்பு என்ன வென்றால், நைட்ரஜன் கதிரியக்கம் கொண்டிருந்தது! ரேடியம், போலோனியம் போல் அணுக்கருச் சிதைவு அடைந்து தேய்ந்தது! அதன் அரை ஆயுள் [Half Life], அதாவது பாதி நிறை யாகும் காலம் சுமார் 10 நிமிடம்! மேலும் அக்கதிரியக்கம் செயற்கை முறையில் ஆக்கப் பட்டது! முதல் இயக்க விளைவில் உண்டான நைட்ரஜன்13, நிலையற்றுத் தேய்ந்து கதிர் வீசியது! நிலையற்ற நைட்ரஜன்13 நிலையான நைட்ரஜன்14 மூலகத்தின் ஓர் ஏகமூலம் [Unstable Nitrogen13 is an isotope of the stable Nitrogen14].

[போரான்10] + [ஹீலியம்4] –>[நைட்ரஜன்13]* + [நியூட்ரான்1]

[அலுமினியம்27] + [ஹீலியம்4] –>[ஃபாஸ்ஃபரஸ்30]* + [நியூட்ரான்1]

[மக்னீஷியம்24] + [ஹீலியம்4] –>[சிலிகான்27]* + [நியூட்ரான்1]

[எண்கள் நிறை எண்ணைக் (Mass Number) குறிப்பன. (*) குறியிட்டவை கதிர் வீசும் மூலகங்கள்]

அடுத்து அலுமினியம், மக்னீஷியம் ஆகிய உலோகங்களைத் தனியே வைத்து ஆல்ஃபா கணைகளைக் கொண்டு தாக்கியதில், அவையும் மாற்றப்பட்டு புதிய செயற்கை மூலகங்கள் அணுக்கரு இயக்கங்களில் விளைந்தன! அவை முறையே ஃபாஸ்ஃபரஸ்31, சிலிகான்28 நிலையான மூலகங்களின் ஏகமூலங்கள். அத்துடன் ஃபாஸ்ஃபரஸ்30, சிலிகான்27 ஆகிய இரண்டு புது மூலகங்களும் கதிரியக்கம் உள்ளவை! ஜோலியட் தம்பதிகள் ஆக்கிய அவ்வரிய மூலக மாற்றங்களைப் பின் தொடர்ந்து, சுமார் 700 மேற்பட்ட கதிர் ஏகமூலகங்கள் [Radio Isotopes] உண்டாக்கப் பட்டு, மூலகங்களின் அணி அட்டவணையில் [Periodic Table of Elements] பின்னால் சேர்க்கப் பட்டன!

செயற்கை மூலக மாற்றக் கண்டுபிடிப்பின் முக்கியத்துவம்

இரண்டாயிரம் ஆண்டுகளுக்கு முன்பிருந்தே ரசவாதிகள் [Alchemists] தாமிரம், பித்தளை போன்ற அடித்தள உலோகங்களை மாய மந்திரம், போலி ரசாயன முறைகளைக் கையாண்டு, அவற்றைத் தங்கமாக மாற்றப் பல முறை முயற்சி செய்தார்கள்! ஐரீன், பிரடெரிக் பழைய ரசவாத முயற்சிகளுக்குப் புத்துயிர் அளித்து, செயற்கை விஞ்ஞான முறையில், மூலக மாற்றத்தைச் [Transmutation of Elements] செய்து காட்டினர்! ரேடியம், போலோனியம், யுரேனியம், தோரியம் போன்ற கன உலோகங்கள் இயற்கையில் தாமாகவே சிதைந்து தேய்ந்து கதிர்களைக் கக்கி, வேறுவித உலோகங்களை விளைவித்தன! அந்த அணுக்கரு இயக்கங்களை விஞ்ஞான மேதைகள் பெக்குவரல், மேரி கியூரி, பியர் கியூரி ஆகியோர் ஆராய்ச்சியின் போது கண்டு பிடித்தனர்! இப்போது ஐரீன், பிரடெரிக் இருவரும் செயற்கை முறையிலும் புது மூலகத்தை, கதிர்வீசும் மூலகத்தை உண்டாக்கலாம் என்று நிரூபித்துக் காட்டினர்! அவ்வரியச் செயற்கைக் கதிரியக்கத்திற்கு ரசாயன விஞ்ஞானத்தின் நோபெல் பரிசையும் 1935 இல் பெற்றார்கள்.

Carbon Isotopes

அடுத்து நேர்மின் கொடையுள்ள புரோட்டான்களை [Positively Charged Protons] மின்காந்தத் தளங்களில் கணைகளாய்த் துகள் விரைவாக்கிகளில் [Particle Accelerators] வேகப் படுத்தி, குறியாக மற்ற உலோகங்களை வைத்துப் புது மூலகங்களை விஞ்ஞானிகள் உண்டாக்க ஆரம்பித்தனர். அப்பணியில் கணைகளை வேகப் படுத்த ‘நேரடி விரைவாக்கிகள் ‘ [Linear Accelerators], ‘சுழல் விரைவாக்கிகள் ‘ [Cyclotrons] என்னும் பூத மின் யந்திரங்கள் அமைக்கப் பட்டன. உதாரணமாக கீழே காணப்படும், விரைவாக்கிய புரோட்டான் லிதிய மூலகத்தைத் தாக்கும் போது, அணுக்கரு இயக்கத்தில் புதிய மூலகம் பெரிலியம் விளைகிறது.

புரோட்டான் கணை, லிதியம் குறி மூலக அணுக்கரு இயக்கம்:-

லிதியம்7 + புரோட்டான்1 –>பெரிலியம்7 + நியூட்ரான்1

ஐரீன், பிரடெரிக் தம்பதிகளின் படைப்பான ‘செயற்கைக் கதிரியக்கம் ‘ நவீன அணுக்கரு விஞ்ஞானத்தை [Modern Nuclear Physics] வளர்த்தது! மேலும் மேலும் விருத்தி செய்தது! முதன் முதல் அணுவைப் பிளக்க வழி வகுத்து, அதன் உள்ளிருந்த அளவற்ற சக்தியை வெளியேற்றத் தூண்டியது! மனித இனத்தை அழிக்க உலகில் ராட்சத அணு ஆயுதங்கள் உண்டாக்கப் பாதை இட்டது! ஆக்க வினையாய் மின்சக்தி நிலையங்கள் தோன்ற உதவியது! புதுப்புது மூலகங்கள் ஆக்கிட வழி திறந்தது! விஞ்ஞானிகள் ஆய்வு அணு உலைகளை [Atomic Reactors] அமைத்து, மின்கொடை யற்ற நியூட்ரான் [Neutrons] கணைகளைப் பயன்படுத்தி யுரேனியம், தோரியம் போன்ற கன உலோகங்களைத் தாக்கும்படி செய்து ஆராய்ச்சிகள் செய்தனர்! நீர் அல்லது கனநீர் மிதவாக்கித் திரவம் [Heavy Water Moderator], அல்லது கரித்திரள் மிதவாக்கி [Graphite Moderator] ஆகியவற்றால் நியூட்ரான்கள் வேகத்தைக் கட்டுப் படுத்தி அணு உலைகளில் ஆய்வுகள் செய்தனர். மித வேக நியூட்ரான்கள், சிலவற்றை யுரேனியம் [Uranium238] விழுங்கியது! சில மித வேக நியூட்ரான்கள் யுரேனிய அணுவை இரு கூறாய்ப் பிளந்தன! அதி வேக நியூட்ரன்கள் சில சமயம் யுரேனியம்238 தாக்கிப் புது மூலகம் புளுடோனியத்தை [Plutonium239] முதன் முதலாகப் படைத்தன! பிளவுப் பிண்டமான [Fissile Material] புளுடோனியம்239 அணு ஆயுதங்களுக்குப் பயன் பட்டது!

மித வேக நியூட்ரான், யுரேனியம்235 அணுப்பிளவு இயக்கம்:-

யுரேனியம்235 + நியூட்ரான்1 –>யுரேனியம்236* (தேய்ந்து) –>

–>மாலிப்டினம்95* + லாந்தனம்139* + 2 புது நியூட்ரான்1 + 200 MeV சக்தி

மாலிப்டினம், லாந்தனம் இரு பிளவான சிறு துணுக்குகள்!

ஒவ்வோர் அணுப்பிளவிலும் புது நியூட்ரான்கள் இரண்டு விளையும்!

அளவற்ற சக்தி அணு ஆயுதத்தில் வெடிக்கிறது! அல்லது

மின்சக்தி யாக மாற்றி மின்சாரம் பரிமாறுகிறது!

அதிவேக நியூட்ரான், யுரேனியம்238 அணுக்கரு இயக்கம்:-

புது மூலகம் புளுடோனியம்239 விளைவு.

யுரேனியம்238 + நியூட்ரான்1 –>யுரேனியம்239*

யுரேனியம்239* (தேய்ந்து) –>நெப்டினியம்239* + பீட்டாத் துகள்

நெப்டினியம்239* (தேய்ந்து) –>புளுடோனியம்239* + பீட்டாத் துகள்

[(*) குறியிட்டவை கதிர் வீசும் மூலகங்கள் (Radioactive Elements)]

பிரான்ஸில் முதல் அணுக்கருத் தொடரியக்கம் ஆக்கிய தம்பதிகள்

1934 ஆம் ஆண்டு முதன் முதலில் இத்தாலிய விஞ்ஞான மேதை என்ரிகோ ஃபெர்மி நியூட்ரான் கணைகளால் யுரேனிய அணுவைத் தாக்கி, அணுக்கருவை இருகூறாகப் பிளந்தார்! ஆனால் அவ்வரிய விஞ்ஞான சாதனை அவருக்கு அப்போது தெரியாமலே போயிற்று! அணுக்கருவைப் பிளக்க முதலில் ஆலோசனை கூறியவர் ஐரீன் கியூரி! அதன் விளைவைப் புரிந்து கொண்டு ‘அணுப்பிளவு ‘ என்று விளக்கம் தந்த பெண் மேதை, ஆஸ்டிரியப் பெண் விஞ்ஞானி லிஸ் மெயிட்னர்! ஜெர்மன் விஞ்ஞானி ஆட்டோ ஹானிடம் [Otto Hahn] முப்பது ஆண்டுகள் துணையாளி ஆகப் பணி ஆற்றியவர், லிஸ் மெயிட்னர்!

ஐரீன் கியூரி செயற்கைக் கதிர் ஊட்டம் [Irradiation] சம்பந்தமாக உரையாற்றிய சமயம், நியூட்ரான்களை கணையாய் ஏவி, யுரேனிய அணுவைப் பிளக்க முடியும் என்று கூறியதைப் பின்பற்றி, ஜெர்மனியில் ஆட்டோ ஹான், அவரது தோழர் ஸ்டிராஸ்மன் இருவரும் 1938 இல் யுரேனிய நியூட்ரான் அணுக்கரு இயக்கத்தை உண்டாக்கினார்கள்! ஆனால் அந்த இயக்க விளைவில் உண்டான சிறு கதிர்த் துணுக்குகளைக் கண்டு வியந்ததைத் தவிர, அதன் முக்கியத்துவத்தை அவர்களால் விளக்க முடியவில்லை!

அந்த ஆண்டு செப்டம்பரில் ஐரீன் கியூரியும், அவரது துணையாளி ஸாவிட்ச்சும் [P. Savitch] ஆட்டோ ஹான், ஸ்டிராஸ்மன் செய்த யுரேனிய நியூட்ரான் அணுக்கரு இயக்கத்தைத் திருப்பிச் செய்தார்கள். அப்போது அணுப்பிளவின் ஒரு சிறு துணுக்கான லாந்தனம் [Lanthanam] மூலகத்தின் கதிர்வீச்சைக் கண்டார்கள். ஆனால் லிஸ் மெயிட்னர் அவரது நண்பர் ஆட்டோ பிரிஷ் [Otto Frisch] இருவரும்தான் ஆட்டோ ஹான், ஸ்டிராஸ்மன் புரிந்த அணுக்கரு இயக்க நிகழ்ச்சியை, ‘அணுப்பிளவு ‘ [Fission] என்று முதன் முதலில் விளக்கப் படுத்தி விஞ்ஞான வெளியீட்டில் உலகுக்குப் பறைசாற்றினர்.

அவ்வெளியீட்டைப் படித்தபின் உடனே பிரடெரிக் ஜோலியட், அணுப்பிளவைப் பற்றி ஆராய்ச்சி செய்து, ஒவ்வொரு பிளவும் வெளியாக்கும் பிளவு சக்தி 200 MeV என்றும், பிளவு விளைவுத் துணுக்குகள் புரோமின் [Bromine, Atomic Number 35] முதல் சீரியம் [Cerium, Atomic Number 58] வரையுள்ள மூலகங்களுக்கு இடைப்பட்டவை என்றும் முதலில் அறிவித்தார்! அத்துடன் நிகழும் ஒவ்வொரு யுரேனிய, நியூட்ரான் அணுக்கரு இயக்கத்தின் விளைவில் புதிதாக இரண்டு அல்லது மூன்று நியூட்ரான்கள் உண்டாகின்றன என்றும், அவற்றைக் கட்டுப்படுத்தி அணுக்கருத் தொடரியக்கம் [Nuclear Chain Reaction] ஏற்படுத்தி, அளவற்ற சக்தியை வெளிப்படுத்தலாம் என்றும் முதன் முதல் உலக விஞ்ஞானிகளுக்கு முன்னறிவித்தார்!

1940 இல் ஹிட்லர் பிரான்ஸை கைப்பற்றவே ஐரீன், பிரடெரிக் இருவரது அணுப்பிளவு ஆராய்ச்சிகள் மூடப் பட்டன! ஐரீன் தன்னிரு பிள்ளைகளைத் தூக்கிக் கொண்டு சுவிட்ஜர்லாந்துக்கு ஓடி அங்கே சரண் புகுந்தார்! பெயரை மாற்றிக் கொண்டு, தனியாக பிரடெரிக் மட்டும் பாரிஸில் காலம் தள்ளினார்! 1944 இல் நேச நாடுகள் போரிட்டுப் பிரான்ஸை விடுவித்ததும், பிரசிடென்ட் சார்ல்ஸ் டிகாலே [Charles de Gaulle] நாட்டைச் சீர்ப்படுத்தினார். பிரடெரிக் பிரான்ஸின் அணு ஆராய்ச்சித் துறைகளை ஒழுங்கு படுத்தி, பிரான்ஸில் அணுசக்திப் பேரவை [French Atomic Energy Commission] நிறுவ ஏற்பாடுகள் செய்தார்! 1946 இல் டிகாலே பிரான்ஸ் அணுசக்திப் பேரவையைத் திறந்து வைத்து, பிரடெரிக் ஜோலியட் அதிபதியாக நியமிக்கப் பட்டார்!

1942 இல் இத்தாலிய அமெரிக்க விஞ்ஞான மேதை என்ரிகோ ஃபெர்மி, அணு ஆயுதத்தைப் படைக்கச் சிகாகோவில் முதன் முதல் அணுக்கருத் தொடரியக் கத்தைச் செய்து காட்டி, அணுயுகத்தின் பிரம்மாண்டமான நுழை வாயிலைத் திறந்து வைத்தார்! 1948 பிரான்ஸின் முதல் ஆராய்ச்சி அணு உலை பிரடெரிக் மேற்பார்வையில் சான்டில்லன் கோட்டையில் [Fort de Chantillon] இயங்க ஆரம்பித்தது! பிரான்ஸில் 1948 ஆம் ஆண்டு பிப்ரவரி 15 ஆம் தேதி ஐரீன் கியூரியும், அவரது கணவர் பிரடெரிக் ஜோலியட்டும் அணுக்கருத் தொடரியக்கம் செய்து காட்டி, அணுசக்தி ஆக்க வரலாற்றில் முதல்வர் வரிசையில் அவர்களும் நின்று உலகப் புகழ் பெற்றார்கள்! 1960 பிப்ரவரி 13 இல் பிரான்ஸ் தனது முதல் அணுகுண்டை ஸகாரா பாலை வனத்தில் வெடித்துச் சோதனை செய்து அமெரிக்கா, ரஷ்யா, பிரிட்டன் ஆகிய அணு ஆயுத வல்லரசு நாடுகளுடன் சேர்ந்து கொண்டது!

Natural Isotopic Abundances of light stable isotopes.

Hydrogen                Carbon                 Nitrogen                     Oxygen

1H – 99.984%     12C – 98.89%      14N – 99.64%        16O – 99.763%

2D – 0.0156%      13C – 1.11%         15N – 0.36%           17O – 0.0375%

+++++++             ++++++               ++++++              18O – 0.1995%

மனித இனத்திற்குப் பயன்படும் கதிரியக்க ஏகமூலங்கள்

கதிரியக்க ஏகமூலங்கள் [Radioactive Isotopes] மனித இனத்துக்குப் பயன் படாத துறையே இல்லை! உலகெங்கும் மருத்துவம், தொழிற்துறை, பொறியியல், வேளாண்மை, விஞ்ஞானம் மற்றும் பல ஆராய்ச்சிகள் செய்ய நூற்றுக் கணக்கான கதிர் மூலகங்கள் உபயோகம் ஆகின்றன! நேரடி, சுழல் விரைவாக்கி யந்திரங்கள் [Linear, Cyclotron Accelerators], அணு உலைகள் ஆகியவற்றில் கதிர் ஏகமூலங்கள் தயாரிக்கப் படுகின்றன. இதுவரை ஆயிரத்துக்கும் மேற்பட்ட ஏகமூலங்கள் விஞ்ஞானிகளால் குறிப்பிடப் பட்டுள்ளன! அவற்றில் இயற்கையாகக் கிடைப்பவை 276. கதிரியக்கம் கொண்டவை 740.

அமெரிக்காவில் டென்னஸி மாநிலத்தின் ஓக் ரிட்ஜ் அணு உலைகளில் [Oak Ridge Atomic Reactors] நூற்றுக் கணக்கான கதிர் ஏகமூலங்கள் உற்பத்தியாகி, உலகம் எங்கும் அனுப்பப் படுகின்றன. அவற்றில் 78% மருத்துவ ஆய்வுகளுக்கும் [Medical Diagnosis], புற்று நோய் குணப்பாடுக்கும் [Cancer Treatment] பயன் படுகின்றன! 12% ஏகமூலங்கள் விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகளுக்கும், 6% தொழிற்துறைப் பணிகளுக்கும், 4% வேளாண்மை விருத்திக்கும் உபயோக மாகின்றன. மருத்துவ, உயிரியல் பணிகளுக்கு ஹைடிரஜன், கரி, ஸல்ஃபர், ஃபாஸ்ஃபரஸ், குளோரின், கால்ஸியம், ஆர்செனிக், ஐயோடின், வெள்ளி, தங்கம் ஆகியவற்றின் ஏகமூலங்கள் தயாரிக்கப் படுகின்றன. இப்போது அகில நாடுகளும் தமது அணு உலைகளில் எண்ணற்ற கதிர் ஏகமூலங்களை ஆக்கி வருகின்றன.

ஐரீன் பிரடெரிக் தம்பதிகளின் இறுதிக் காலம்

முதல் உலகப் போரின் சமயத்தில் காயப் பட்டோர்களுக்குச் சிகிட்சை செய்ய எக்ஸ்ரே கதிர்ப்பட [Nurse Radiographer] பணிப் பெண்ணாக ஐரீன் கியூரி, தாயுடன் சேர்ந்து சேவை செய்தார். பிரென்ச் விஞ்ஞானக் கழகம், [French Academy of Science] பிரென்ச் மருத்துவப் பேரவை இரண்டும் நோபெல் பரிசு பெற்ற பிரடெரிக் ஜோலியட்டுக்குச் சிறப்புநர் தகுதியை அளித்தது. ஆனால் நோபெல் பரிசு பெற்ற பெண்மணி ஐரீன் கியூரிக்கு பிரென்ச் விஞ்ஞானக் கழகம் சிறப்புநர் மதிப்பைத் தர, பிரென்ச் ஆடவர் குழு மறுத்தது! அதே போல் இரட்டை நோபெல் பரிசு பெற்ற மேரி கியூரிக்கும் பிரென்ச் விஞ்ஞானக் கழகம் அங்கத்தினர் பதவி கூடத் தர எதிர்த்தது! ‘சுதந்திரம், சமத்துவம், சகோதரத்துவம் ‘ [Liberty, Equality & Fraternity] என்று பிரென்ச் புரட்சியின் போது முழக்கிய பிரான்ஸ், விஞ்ஞானக் கழகத்தில் சமத்துவத்தைப் பெண்ணினத் திற்கு அளிக்காமல் அவர்களை இரண்டாம் தரக் குடியினராகத் தாழ்த்தியது, வருந்தத்தக்க செய்தி!

1956 ஆம் ஆண்டு மார்ச் 17 ஆம் நாள் ஐரீன் ஜோலியட் கியூரி கதிரியக்கச் சூழ்நிலையில் நீண்ட காலம் பாதிக்கப் பட்டு, இரத்த நோயில் [Leukemia] தாய் மேரி கியூரி போல் தானும் அவதியுற்று, பாரிஸில் 59 ஆவது வயதில் காலமானார்! பிரிட்டானியில் [Brittany] ஓய்வெடுக்கச் சென்ற போது விபத்தில் காயமுற்று, சில நாட்கள் கழித்துப், பிரடெரிக் 1958 ஆகஸ்டு 14 ஆம் தேதி தனது 58 ஆவது வயதில் காலமானார். தாய் ஐரீன் கியூரி, தந்தை பிரடெரிக் ஜோலியட் இருவரும் விட்டுச் சென்ற விஞ்ஞான ஆராய்ச்சிகளைப் புதல்வி ஹெலனும், புதல்வன் பியரும், தன் பெற்றோர் கடைப்பிடித்தது போலப் பரம்பரையான குல வித்தையைப் பின்தொடர்ந்தனர்!

***************

Information :

1.  http://www.answers.com/topic/irene-joliot-curie (Biography: Irene Joliot-Curie)

2.  http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1935/joliot-curie-bio.html

3.  http://www.britannica.com/EBchecked/topic/1353203/Frederic-and-Irene-Joliot-Curie

++++++++++++++++++

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com)  April 5, 2013 [R2]

https://jayabarathan.wordpress.com/

சி. ஜெயபாரதன் B.E. (Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

1.   http://www.youtube.com/watch?v=qczVLlfop_c&feature=player_embedded

2.  http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=2e3MHNWLCTs

3.   http://www.youtube.com/watch?feature=player_profilepage&v=Cgo1uObQ3Js

[Earlier Cosmic Vision]

பெரு வெடிப்பில் பிறந்த

பேபி பிரபஞ்ச அடித்தளம்  கண்டார்.

பெரு வெடிப்புக்கு மூலமான

கரு உருவான தெப்படி  முதலில் ?

வெறுமையில் கரு வடிவாகி

உருவம் உண்டாகுமா ?

அருவமாய்க் கருமைப் பிண்டம்

அணுக்கரு வடிவில்

அடர்த்தி யாய் இருந்ததா ?

பெரு வெடிப் பின்றி

பிரம்மா படைத்தாரா

பிரபஞ்சத்தை ?

கருவைப் பூத வடிவாக்கச் சக்தி

உருவான தெப்படி  ?

உள் வெடிப்பு தூண்டியதா

புற வெடிப்பை ?

பிரபஞ்சத் துக்கு முன்னது புள்ளிப்

பிரபஞ்சமா ?

பேரசுரத் திணிவில்

பேரளவு அழுத்த  உஷ்ணத்தில்

காலவெளி  விருட்சமாய்

மூலப் பிரபஞ்சம்

குவாண்டம் ஈர்ப்பில் பாய்ந்து

வெடித்திட எங்கோ

உள்ள ஓர் பகுதியில்

ஓய்ந்து கிடக்குதா ?

***************

பேபி பிரபஞ்சத்தின் வியக்கத்தக்க உயர்தரப் படக்காட்சி அதன் அடுக்கு அடித்தளங்களை, நாங்கள் தோலுரித்துப் பார்க்க வழி வகுக்கிறது.   அதன் மூலம் பிரபஞ்சத்தின் நிஜத் தளப்படம்  வரைவதில் இன்னும் நாம் பூரணம் அடையவில்லை என்பது தெளிவாகிறது.   அத்தகைய சாதனைக் கண்டுபிடிப்புகள் சாத்தியம் ஆவதற்கு ஐரோப்பிய தொழிற் துறைகளின் தனித்துவ நூதன பொறி நுணுக்கங்களே காரண மானவை.”

ஜான் ஜேக்ஸ் டோர்டெயின்  [Jean Jacques Dordain,  ESA Director General]

பிளாங்க் விண்ணுளவி அனுப்பிய தடப்படங்கள் புதிய புதிர்களையும், பழைய கருத்துக்களை வலியுறுத்தியும் நிரூபித்துள்ளன.   இன்னும் பல ஆண்டுகளுக்கு இந்தத் தகவல் இலக்குகள் [Data]  பேபி பிரபஞ்சத் மாடலுக்கு மூலத்தூண்களாய் நிற்கும்.”

மார்டின் ஒயிட் [பிளாங்க் விண்ணுளவி விஞ்ஞானி, Berkeley Lab ] 

“எங்கள் “நுண்ணலைப் பின்புல தடப்படங்கள்”  [Microwave Background Maps] இப்போது  ஈர்ப்பியல் வளைக்கும் நுண்ணலை  ஒளித்திரள் உள்ள [Gravitationally-Lensed Microwave Photons]  கரும்பிண்ட [Dark Matter] இருப்புகளை நுண்மையாக அறிய உதவுகின்றன.  இந்தப் படம்தான் முதன்முதல் எடுத்து வெளியிடப்படும் பிரபஞ்சத்தின் பேரளவு வடிவுள்ள  முழு விண்வெளிப் பளு நிரம்பிய பதிவு.”

லாயிடு நாக்ஸ்  [Physics Professor, University of California]

முதன்முதல் பிளாங்க் விண்ணுளவி வெளியிட்ட பேபி பிரபஞ்சத் தடப்படம். 

2010 ஆம் ஆண்டில்  ஆக்ஸ்ஃபோர்டு பல்கலைக் கழகத்தின் பௌதிக விஞ்ஞானி ராஜர் பென்ரோஸ் [Roger Penrose]  பெரு வெடிப்புக்கு முன்னர்  வெளிவரும் ஒரு நூதன  சமிக்கையைத் தான் கண்டதாக அறிவித்து விஞ்ஞானிகளுக்குத் துடிப்புணர்ச்சியை உண்டாக்கினார்.  பெரு வெடிப்பு நிகழ்ந்து 300,000 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு உருவான “நுண்ணலைப் பின்புலத்தை” [Microwave Background] நாசா தனது WMAP (Wilkinson Microwave Anistropy Probe) துணைக்கோள் மூலம் பெற்றது.

2013 மார்ச் 21 இல் இப்போது ஈசாவின் [ ESA European Space Agency]  பிளாங்க் விண்ணுளவி [Plank Space Probe]  அதை விட நுணுக்க விளக்கமுள்ள பூரணப் பிரபஞ்சத்தின் குழந்தைத் தோற்றத்தின் மின்சமிக்கைகளை  எடுத்துத் தடப்படம் வரைந்து காட்டியுள்ளது.  மிகவும் தெளிவான விளக்கங்களுடன் முதன்முறை பெரு வெடிப்பில் தோன்றிய பேபி பிரபஞ்சத்தின் தடப்படத்தை அனுப்பியுள்ளது.  இந்த விஞ்ஞான விளக்கங்கள் புரிய புதிய பௌதிகம் தேவைப்படும் என்று தெரிகிறது.   மேலும் பெரு வெடிப்பு பற்றிய முந்தைய மேலோட்டக் கண்ணோட்ட அடிப்படைகளின் அத்திவாரமும் அசைக்கப்பட்டு விட்டது.

புதிய பேபி பிரபஞ்சத் தோற்ற தடப்படம் அளிக்கும் புதிய விளைவுகள்:

பூமியிலிருந்து 800,000 மைல் உயரத்தில் பூமியைச் சுற்றிவரும் ஈசாவின் பிளாங்க் விண்ணுளவித் தகவலில் பின்வரும் மாறுபாடுகள் அறிய வருகின்றன.   அந்த பிளாங்க் தகவல் 15.5 மாதங்களில் சேகரித்தவை.

1.   கருஞ்சக்தி, கரும்பிண்டப் பரிமாணங்கள் சிறிது மாறுபடுகின்றன.   பிரபஞ்சத்தில் உள்ள கரும்பிண்டத்தின் ஒப்பளவு துல்லியமாக 26.8% [அதாவது 24% மிகை] .  கருஞ்சக்தி : 68.3% [அதாவது 71.4% குறை].   சாதாரணப் பிண்டம் :  4.9% [அதாவது 4.6% மிகை].   தற்போதைய பிரபஞ்ச நிலைத்துவ மாடல் [Standard Model] கருத்து “வானம் பூராவும் ஒரே மதிரியானது என்று கூறுகிறது.  ஆனால் இரு பாதிக் கோளங் களின்  [Two halves Sky] ஒளிப் படிவுகள் சீர்மையற்றவை [ Light Patterns are asymmetrical] என்று பிளாங்க் உளவி காட்டுகிறது.  எதிர்பார்ப்புக்கு மிகையாக தடப்படத்தில் வான வெளி  அரங்குகளில் குளிர்ப் பகுதிகள் உள்ளன.

2.  நிலைத்துவ மாடல் பௌதிக விஞ்ஞானத்தில் செய்திருக்கும்  முன்னறிவிப்பு போல்  CMB [Cosmic Microwave Background] உஷ்ண ஏற்ற இறக்கங்கள் பெருங்கோண அளவில்  பொருந்தி வரவில்லை.  சிறிய வடிவ அமைப்புகளில் அவற்றின் சமிக்கைகள் எதிர்பார்த்தபடி வலுவாக இல்லை.

3.  வான வெளி அரங்கு ஒட்டுகளில் குளிர்ப் பகுதித் தளங்கள் எதிர்பார்த்த அளவுக்கு மிகையாக நீடிக்கின்றன.

4.  வான வெளியில் எதிர் எதிரே உள்ள கோளங்களில்  சராசரி உஷ்ணங்கள் நிலைத்துவ மாடலுக்கு எதிர்ப்பாய் மாறுபடுகின்றன.  பழைய கருத்து பிரபஞ்சம் நாம் நோக்கும் எந்தத் திசையிலும் ஒரே மாதிரியானது என்று சொல்கிறது.

5.  புதிய தடப்பட விளைவுப்படி பிரபஞ்சத்தின் வயது 13.82 பில்லியன் ஆண்டுகள்.  முந்தைய கருத்துப்படி : 13.7 பில்லியன் ஆண்டுகள்.

6.  பேபி பிரபஞ்சத்தில் எழும்பிய முதல் பூர்வீக ஒளிவீச்சு : சுமார்  380,000 ஆண்டுகளைக் கடந்தது.   [ஒப்பு நோக்க சூரியனிலிருந்து பூமிக்கு வரும் ஒளி 8.5 நிமிடங்கள் எடுக்கும்].

7.  பேபி பிரபஞ்சத்தில் அப்போது  நிரம்பி  2700 டிகிரி C உஷ்ணத்தில் புரோட்டான்கள் [Protons], எலெக்டிரான்கள் [Electrons], ஃபோட்டான்கள் [Photons : ஓளித்துகள்] யாவும் இரண்டறக் கலந்த வெப்பக் குழம்பே மண்டிக் கிடந்தது.

“நமது பிரபஞ்சம் பெரும் பாய்ச்சலில் (Big Bounce) உதித்ததே தவிரப் பெரு வெடிப்பில் (Big Bang) தோன்றவில்லை !  அதாவது முதலில் குவாண்டம் ஈர்ப்பாற்றல் நிகழ்த்திய விந்தை விளைவுகளால் உள் வெடிப்பு தூண்டிப் புற வெடிப்பில் (An Implosion Triggering an Explosion) உண்டானது.”

மார்டின் போஜோவால்டு,  (Martin Bojowald, Asst Professor of Physics, Penn. State, USA) (Authour of Big Bounce Theory) (July 2007)

“எனது வெளியீட்டுத் தாள் ஓர் புதிய கணித மாடலை அறிமுகப் படுத்துகிறது.  துகளியல் நிலையில் (Quantum State) “பெரும் பாய்ச்சல்” மூலம் (Big Bounce) பயணம் செய்யும் பண்பாடுகளின் புதிய விளக்கங்களை அதிலிருந்து பெற்றுக் கொள்ளலாம், அந்தக் கோட்பாடு ஆரம்ப காலத்துப் பெரு வெடிப்பில் உண்டானதாக ஏற்றுக் கொள்ளப்பட்ட நமது பிரபஞ்சத்தின் மரபுக் கருத்தை நீக்கி அமர்ந்து கொள்ளும்.  ஆயினும் அந்தப் பண்பாடுகள் சிலவற்றில் உறுதி யில்லாமை எப்போதும் இருக்கும்.  காரணம் எனது கணிப்புகளில் பெரும் பாய்ச்சல் பயணம் நிகழும் போது எல்லை மீறிய துகளியல் விசைகள் (Extreme Quantum Forces) விளைவிக்கும் ஒருவித “அகிலவியல் மறதி” (Cosmic Forgetfulness) எழுகிறது !

மார்டின் போஜோவால்டு

“ஸ்டீஃபன் ஹாக்கிங், நீல் டுராக் (Stephen Hawking & Neil Turok) இருவரும் வானியல் விஞ்ஞான நோக்குகளில் கிடைத்த எண்ணிக்கையை விட 20 மடங்கு சிறிய பிண்டத் திணிவைக் (Matter Density) கொண்ட ஒரு பிரபஞ்சத்தை ஊகித்து முன்னறிவிக்கிறார்கள்.  ஹாக்கிங் தன் போக்கில் அடிப்படைக் கணித மூலமாக அணுகி அதில் மிகையாக நம்பிக்கை வைக்கிறார்.  முதலில் அது சரியாகத் தோன்றவில்லை எனக்கு. . . . ஆனால் ஹாக்கிங் கூர்மையான சிந்தனை உள்ளவர்.  பன்முறை அவர் செய்த ஆய்வுகளில் விந்தையான முடிவுகளைக் கண்டிருக்கிறார்.  முதலில் அவை தவறாகத் தோன்றின எனக்கு !  பல தடவைகள் அவரது முடிவுகளே செம்மையானதாய்ப் பின்னால் நான் அறிந்து கொண்டேன்.

ஆன்ரி லின்டே (Andrei Linde Pysics Professor, Stanford University)

“பிரபஞ்சத்தில் நாம் ஆழ்ந்து புரிந்து கொள்ள இயலாதது என்பது நாம் அதைப் பற்றி அறிந்து கொள்ள முடியும் என்பதே.”

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்

“பெரு வெடிப்பு நியதியில் உள்ள இடைவெளித் துளைகளை அகிலத்தின் உப்புதல் கொள்கை (Cosmic Inflation Concept) அடைத்து நமது பிரபஞ்சத்தைப் பலவற்றுள் ஒன்றாக மாற்றி விட்டது.  மேலும் விஞ்ஞானிகளுக்கு உப்புதல் கொள்கை பல்வேறு பிரபஞ்சங்களைப் (Multiverse) பற்றி உரையாட மன உறுதி தந்துள்ளது.  அதாவது பிரபஞ்சத்தில் பிரபஞ்சங்கள் (A Universe of the Universes) இருப்பது”

ஆடம் ஃபிராங்க் (Astronomy Magazine Editor, Physicist)

“அனைத்து அகிலவியல் உப்புதல் நியதிகளும் (Cosmic Inflation Theories) விண்வெளியின் ஒரு புள்ளியை இழுத்துக் கொண்டு அதைச் சுமார் 10^50 மடங்குப் பேரளவில் ஊதி விடுகிறது (Blows up By a Factor of p {margin:0;line-height: 1.5;unicode-bidi: embed;} body { line-height: 1.5;unicode-bidi: embed;}10⁵⁰).”

மாரியோ லிவியோ (Mario Livio)

“பிரபஞ்சத்தின் பல்வேறு பகுதிகள் உஷ்ணத்தில் செம்மையாகச் சீர்மை நிலையடைந்து (Well Synchronized in Temperature), ஒப்புக் கொள்ளப்பட்ட பெரு வெடிப்பு மாடலை விளக்குகிறது.”

ஷான் கார்ரல் (Sean Carroll)

“இந்தப் பிரபஞ்சத்தைப் படைக்க எந்த விதமான விருப்பத் தேர்வு (Choice) கடவுளுக்கு இருந்தது ?”

ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன்

புனித வேத நூல்களில் நாம் காணும் மேன்மையான நியதிகளை நிலைநாட்டி மெய்ப்பிக்கவே, மனித முயற்சிகள் விஞ்ஞானத்தில் மேற்கொள்ளப் பட்டன என்று எனக்குத் தோன்றுகிறது.

விஞ்ஞான மேதை ஜான் ஹெர்ச்செல் [1792-1871]

விரியும் பிரபஞ்சத்தைப் பற்றி அறிய ஒரு பிறவிக் காலம் முழுதும் அர்ப்பணித்தாலும் போதாது! மறைந்து கிடக்கும் அகிலத்தின் மர்மங்கள் சிறிது சிறிதாகவே மலர்கின்றன! அநேக புதிய புதிர்களை வரப் போகும் எதிர்கால யுகங்களுக்காக, இயற்கை தனியாக வைத்துள்ளது! எல்லா மர்மங்களையும் ஒரே காலத்தில் விடுவிக்க இயற்கை ஒருபோதும் நம்மை விடுவதில்லை!

ஸெனேகா (முதல் நூற்றாண்டு ஞானி)

ஒப்புக் கொள்ளப்பட்டுள்ள பிரபஞ்சத்தின் பெரு வெடிப்பு நியதி

பிரபஞ்சம் யுக யுகங்களாக நீடித்து வந்திருப்பதை நாமெல்லாம் அறிவோம்.  ஆனால் அந்த மட்டமான அறிவோடு நமது ஆர்வ வேட்கை நின்று விடுவதில்லை.  அதன் தோற்றத்தைப் பற்றியும், தோற்ற மாற்றத்தைப் பற்றியும் மாற்றத்தின் பண்பாடுகள் பற்றியும் நமக்குப் பல்வேறு வினாக்கள் தொடர்ந்து எழுகின்றன.  நமது பிரபஞ்சம் எப்படித் தோன்றியது ?  நமது முதிர்ந்த பிரபஞ்சத்துக்கு எத்தனை வயதாகிறது ?  எப்படி அதில் பிண்டமும் சக்தியும் (Matter & Energy) உண்டாயின ?  அவையெல்லாம் எளிய வினாக்களாகத் தோன்றினாலும் அவற்றின் விடைகள் மிகவும் சிக்கலானவை !  உலகப் பெரும் விஞ்ஞானிகள் பலரின் எதிர்ப்புக்கும் தர்க்கத்துக்கும் உட்பட்டவை !  நிகழ்காலம் கடந்த காலத்தின் நிழலாக இருப்பதால் நம் கண்முன் காண்பாதிலிருந்து நாம் காணாத முந்தையக் காட்சிகளை ஓரளவு அறிய ஏதுவாகிறது !  ஆனால் அவற்றில் பல விஞ்ஞானிகளின் கருத்துக்கள், கோட்பாடுகள் உறுதியற்ற ஊகிப்புகள்தான் (Speculations).

பிரபஞ்சம் எப்படிப் படைக்கப் பட்டது ?  பிரபஞ்சத்துக்கு ஆரம்பமும் இல்லை; முடிவும் இல்லை அது மெய்யாக வரையறைக்கு உட்படாதது (Infinite) என்ற கருத்துக்கள் ஒரு காலத்தில் நிலவி வந்தன !  மேதைகளும், மதமும் வலியுறுத்திய பூமி மையக் கொள்கையி லிருந்து பரிதி மையக் கொள்கைக்கு வந்து சுமார் நானூறு ஆண்டுகள் ஆகிவிட்டன !  ரஷ்ய அமெரிக்க விஞ்ஞானி ஜார்ஜ் காமாவ் ஊகித்த “பெரு வெடிப்புக் கோட்பாடு” (Big Bang Theory) அமெரிக்க விஞ்ஞானி எட்வின் ஹப்பிளால் நிரூபணமாகி 20 ஆம் நூற்றாண்டிலே உலக விஞ்ஞானிகள் பலரால் ஒப்புக் கொள்ளப் பட்டிருக்கிறது.  பெரு வெடிப்புக் கோட்பாடை ஏற்றுக் கொண்ட பிறகு பிரபஞ்சத்துக்குத் தோற்ற ஆரம்பம் தொடங்கி காலக் கடிகார முள் நகரத் துவங்கியது.  பிரபஞ்சம் வரையறையற்றது என்னும் கருத்து மறைந்து போனது.  பிரபஞ்சத்துக்கு ஆரம்பமும் முடிவும் ஊகிக்கப்பட்டு அதன் தோற்ற வளர்ச்சி வரலாறுகளும் எழுதப்பட்டன !

சுமார் 14 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு (துல்லியமாக 13.7 பில்லியன் ஆண்டுகள்) ஓர் அசுரப் பெரு வெடிப்பில் பிரபஞ்சம் தோன்றி விரிய ஆரம்பித்தது.  அந்த நிகழ்ச்சியின் ஆரம்ப நிலையில் விண்வெளியில் இருந்த அனைத்துப் பிண்டமும் சக்தியும் ஒற்றைப் பிண்டமாய் அடங்கிக் கிடந்தன.  ஆனால் அந்த பெரு வெடிப்பு நிகழ்ச்சிக்கு முன்பு என்ன இருந்தது என்பது சுத்த யூகிப்பாய் அமைந்து முற்றிலும் அறியப்படாமலே தொங்கிக் கொண்டிருந்தது !  அந்தப் பெரு வெடிப்பு மரபு வெடிகுண்டு போல் வெடிக்காது உட்பிண்டங்கள் உருமாறி ஒன்றை ஒன்று சுற்றிக் கொண்டும் ஒளிவீசி நகர்ந்து கொண்டும் பலூனைப் போல் விரிந்து பெருகி வருகிறது பிரபஞ்சம் !  அதாவது பெரு வெடிப்பு பிரபஞ்சத் தோற்றத்துக்கு வித்திட்டது என்பது நிகழ்கால முடிவு !

வேறோர் பிரபஞ்சத்துக்கு ஏற்பட்ட சீர்குலைவுப் பயணத்தின் பெரும் பாய்ச்சலில் (Bib Bounce) தற்போது நாம் வாழும் பிரபஞ்சமாய்ப் பிறந்திருப்பதாகத் தெரிகிறது என்னும் புதிய நோக்குக் கோட்பாட்டைப் பென்சிவேனியா மாநிலப் பலகலைக் கழகத்தின் துணைப் பேராசிரியர் மார்டின் போஜோவால்டு கணினி மாடல் ஒன்றைப் படைத்துக் கண்டுபிடித்திருக்கிறார்.

பிரபஞ்சத்தின் அரங்குகளை ஆராயும் கோப் விண்ணுளவி

நாசா சமீபத்தில் அனுப்பிய “கோப் விண்ணளவி” (COBE Cosmic Background Explorer) பிரபஞ்சத்தின் வெளிப்புற நீட்சிகளில் உள்ள “அகிலவியல் நுண்ணலைகளை” (Cosmic Microwaves) உணர்ந்தறியச் சென்றது.  அந்த நுண்ணலைகள் பிரபஞ்சத் தோற்றத்தின் ஆரம்பக் கட்டங்களில் இருந்த ஒருமைப்பாடுடன் (Homogenity) மகத்தான முறையில் சமநிலையில் பரவி இருந்ததைக் கண்டுள்ளது.  மேலும் பிரபஞ்சம் வெப்ப நிலையிலிருந்து குளிர்ந்து தணிவு நிலை பெற்றுத் தொடர்ந்து விரிவாகி வருவதைக் கண்டுபிடித்திருக்கிறது. விரிவடையும் போது உண்டாகும் உஷ்ண மாறுபாடுகளையும் கண்டுள்ளது.  அந்த உஷ்ணத் திரிபுகள் ஏற்ற இறக்கங்கள் பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பு ஆரம்பக்கால நிலைகளை அறிய உதவுகின்றன !

நாசா கோடார்டு விண்வெளிப் பயண மையம் (NASA Goddard Space Fight Center) தயாரித்த துணைக்கோள்தான் கோப் விண்ணுளவி.  பூர்வக் காலத் தோற்றப் பிரபஞ்சத்தின் பரவிய உட்சிவப்பு & நுண்ணலைக் கதிர்வீச்சை (Diffuse Infrared & Microwave Radiation) அளந்து உளவிடவே அது பூமியைச் சுற்றி விண்வெளிக்குப் பயணம் செய்ய 1989 நவம்பர் 18 ஆம் தேதி அனுப்பப்பட்டது.  அதில் முக்கியமாக மூன்று கருவிகள் இருந்தன.

1.  DIRBE – Diffuse Infrared Background Experiment : அகிலவியல் உட்சிவப்பு பின்புலக் கதிர்வீச்சை அளக்கும் கருவி.

2.  DMR – Differential Microwave Radiometer : அகிலவியல் நுண்ணலைக் கதிர்வீச்சு மாறுபாடுகளை அளக்கும் கருவி.

3.  FIRAS – Far Infrared Absolute Spectro-Photometer : நெடுந்தூர உட்சிவப்புத் தனித்துவ ஒளிப்பட்டை ஒளி அளப்புமானி

பெரு வெடிப்பு நிகழ்ச்சிக்கு முன்னால் நேர்ந்தது என்ன ?

பென்சில்வேனியா மாநிலப் பல்கலைக் கழகத்தின் பௌதிகத் துணைப் பேராசியர் மார்டின் போஜோவால்டு ஒரு புதிய கணித மாடலைப் படைத்து “முடிச்சுத் துகளியல் ஈர்ப்புக் கோட்பாடு” (Loop Quantum Gravity Theory) ஒன்றில் ஆழ்ந்து சிந்தனை செய்தார்.  அது ஐன்ஸ்டைனின் ஒப்பியல் நியதியையும் துகளியல் யந்திரவியலையும் (Relativity Theory & Quantum Mechanics) இணைத்தது.  அந்தக் கணிதச் சமன்பாட்டில் பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப காலம் (Time T=0) என்று நிரப்பினால் பிரபஞ்சத்தின் தோற்றக் கொள்ளளவு பூஜியமில்லை என்பது தெரிய வந்தது.  மேலும் அடர்த்தி முடிவில்லாமை அல்ல (Density of the Universe is NOT Infinite) என்றும் தெளிவானது.  அதாவது அவரது புதிய கணித மாடல் பிரபஞ்சத்தின் தோற்ற கால நிலையை ஆராய உதவியது.

முன்பே இருந்த முடிச்சுத் துகளியல் கோட்பாட்டைப் புதிய கணித மொழியில் போஜோவால்டு எளிதாக்கினார்.  ஆனால் அவர் பயன்படுத்திய கணிதச் சமன்பாட்டு விதத்தில் ஒரு மகத்தான நிகழ்ச்சி பிரமிப்பை உண்டாக்கியது.  அதாவது தற்போதுள்ள நமது பிரபஞ்சத்துக்கும் முன்பாக வேறொரு பிரபஞ்சம் இருந்திருக்கிறது என்பதைக் காட்டி யுள்ளது.  இது சற்று சிக்கலான சிந்தனைதான்.  ஏனெனில் பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பில் கால வெளி அந்தக் கணத்தில் தோன்றின என்பது அறியப் படுகிறது.  போஜோவால்டு கணிப்பு மெய்யானால் அது இதற்கு முந்தி இருந்த ஒரு பிரபஞ்சத்தை எடுத்துக் காட்டுகிறது.  அது எங்கோ ஒரு மூலையில் ஒளிந்து கொண்டுள்ளது.  ஆனால் அது சிறுத்துக் குறுகிப் போய் பேரசுரத் திணிவில், பேரளவு உஷ்ணத்தில் மிகக் மிகக் குள்ளி காலவெளிக் கடுகாய்க் (Ultra-dense, Ultra-Hot & Ultra-Small Ball of Space Time) கிடக்கிறது !  ஏதோ ஓர் கட்டத்தில் எப்படியோ அந்த உஷ்ணத் திணிவுக் கடுகைத் “துகளியல் ஈர்ப்பாற்றல்” (Quantum Gravity) இழுத்துச் சுருக்கி வைத்துக் கொண்டது.

இதை வேறு விதக் கண்ணோட்டத்தில் பிரபஞ்ச விளைவுகளைப் படிப்படியாகப் பின்னோக்கிப் பார்த்துக் கால மணி பூஜியத்துக்கு (Time T=0) நெருங்கினால் போஜோவால்டு கணித்த முந்தைய பிரபஞ்சத்தின் காணாத தோற்றம் தெரிகிறது.  போஜோவால்டு அந்த பூஜிய காலமணி நிகழ்ச்சியை “பெரும் பாய்ச்சல்” (Big Bounce) என்று குறிப்பிடுகிறார்.  அதாவது முந்தைய பிரபஞ்சம் அந்தப் பூஜிய கால மணியில் சீர்குலைந்து மறுபடியும் ஒரு புது முகப் பிரபஞ்சமாக, நமது பிரபஞ்சமாகக் குதித்தது என்று போஜோவால்டு கூறுகிறார்.  அவரது கணிசச் சமன்பாடுகளில் பூர்வீகப் பிரபஞ்சத்தின் வடிவம் எத்தனை பெரியது என்பதைக் கணக்கிட முடியவில்லை.  ஆகவே போஜோவால்டு கோட்பாட்டில் அத்தகைய “உறுதியில்லா ஊகிப்புகள்” (Uncertain Speculations) இருப்பதை நாம் உணர்ந்து கொள்ள வேண்டும்.

குவாண்டம் ஈர்ப்பு நியதி (துகளியல் ஈர்ப்பு நியதி) என்ன கூறுகிறது ?

கால-வெளிப் பிணைப்பு ஒற்றைப் பரிமாணக் குவாண்ட நூலிழைகளால் பின்னிய (One Dimensional Quantum Threads) ஓர் “அணு வடிவமைப்பைக்” (Atomic Geometry) கொண்டுள்ளதாகக் “குவாண்டம் ஈர்ப்பு நியதி” கூறுகிறது.  கால மணி பூஜியத்தில் பூர்வீகப் பிரபஞ்சம் முடிவில்லாமையில் புகுந்திடாது நமது விரியும் பிரபஞ்சமாகத் தாவிப் பிறந்தது.  குவாண்டம் ஈர்ப்பு நியதி அந்தப் “பெரும் பாய்ச்சலுக்கு” (Big Bounce) முன்பு சிறுத்துப் போன கால-வெளி வடிவமைப்புப் (Space-Time Geometry) பிரபஞ்சத்தைக் காட்டுகிறது.

போஜோவால்டு மேலும் ஒரு புதிய முடிவைக் கண்டறிந்தார்.  பூர்வீகக் குவாண்ட ஈர்ப்புப் பிரபஞ்சம் தாவிச் செல்லும் பயணத்தின் போது அமைப்பு அங்கங்களில் குறைந்தளவு ஒன்று (One of the Parameters) தப்பிப் பிழைக்காமல் போகும் !  அதாவது அடுத்தடுத்துத் தாவிப் பிறக்கும் சந்ததிப் பிரபஞ்சங்கள் முன்னதைப் போல் பின்னது முழுமை அடைந்திருக்காது என்பதே அவர் மேலும் அறிந்து கொண்டது.  எப்போதும் ஒரே மாதிரி வாரிசுப் பிறப்புப் பிரபஞ்சம் தோன்றாமல் தடுக்கப்படுவதற்குக் காரணம் “அகிலவியல் மறதியே” (Cosmic Forgetfulness) என்று போஜோவால்டு கூறுகிறார்.

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++++

தகவல்:

Picture Credits: NASA, JPL; National Geographic; Time Magazine, Discovery, Scientific American & Astronomy Magazines.  Earth Science & the Environmental Book.

1. Our Universe – National Geographic Picture Atlas By: Roy A. Gallant (1986)
2. 50 Greatest Mysteries of the Universe – How Did the Big Bang Happen ? (Aug 21, 2007)
3. Astronomy Facts File Dictionary (1986)
4. The Practical Astronomer By Brian Jones & Stephen Edberg (1990)
5. Sky & Telescope – Why Did Venus Lose Water ? [April 2008]
6. Cosmos By Carl Sagan (1980)
7. Dictionary of Science – Webster’s New world [1998]
8. The Universe Story By : Brian Swimme & Thomas Berry (1992)
9. Atlas of the Skies – An Astronomy Reference Book (2005)
10 Hyperspace By : Michio kaku (1994)
11 Universe Sixth Edition By: Roger Freedman & William Kaufmann III (2002)
12 Physics for the Rest of Us By : Roger Jones (1992)
13 National Geographic – Frontiers of Scince – The Family of the Sun (1982)
14 National Geographic – Living with a Stormy Star – The Sun (July 2004)
15 The World Book of Atlas : Anatomy of Earth & Atmosphere (1984)
16 Earth Science & Environment By : Dr. Graham Thompson & Dr. Jonathan Turk (1993)
17 The Geographical Atlas of the World, University of London (1993).
18 Hutchinson Encyclopedia of Earth Edited By : Peter Smith (1985)
19 A Pocket Guide to the Stars & Planets By: Duncan John (2006)
20. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=40711151&format=html [பெரு வெடிப்பு எப்படி ஏற்பட்டது ?]
20 (a) COBE Space Probe to Glimpse infancy of the Universe – News from Princeton University (June 18, 2001)
21. Dark Matter Mystery May Call for Revision of Laws of Physics (August 7, 2007)
22. PhysOrg.com : Probing Question : What Happened Before the Big Bang ?
23 Sceince Daily : What Happened Before the Big Bang ? (July 3, 2007)
24 The Big Bang By : Chris LaRocco & Blair Rothstein
25 PhysOrg.com – What Happened Before the Big Bang ? (July 1, 2007)
26. Astronomy Magazine – What Happened Before the Big Bang ? By : Philips Plait (July 1, 2007)
27 What Happened Before the Big Bang ? By : Paul Davis
28 (1) How Did the Universe Begin ? (2) It Started with a Bang ? (3) Creating a Universe Creation Theory (4) Hartle-Hawking Universe Model – No End of Universe Creation Thories (5) Turok’s Inflationary Theory Work – Reforming the Inflationary Theory.  Website University of Victoria, B.C. Canada.
29. Scientific American – Follow the Bouncing Universe By : Martin Bojowald [Oct 2008]
30. Astronomy Magazine – Cosmos Before There Was Light – Seeing the Dawn of Time By : Adam Frank (January 2007).

31.  http://www.rssd.esa.int/index.php?project=planck  [The Universe as seen by Planck, Probe] Cosmic Vision Programme. (March 21, 2013)

32. http://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_Vision  (March 16, 2013)

33.  http://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_background_radiation (February 8, 2013)

34.  Signals from before the Big Bang  (March 20, 2013)

35.  New Cosmic Background Radiation Map (March 22, 2013)

36.http://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_microwave_background_radiation  (March 23, 2013).

37. http://en.wikipedia.org/wiki/Planck_(spacecraft) (March 24, 2013)

38.http://www.nasa.gov/mission_pages/planck/news/planck20130321.html  (March 21, 2013)

******************

S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (March 24, 2013)

https://jayabarathan.wordpress.com/

 

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா

இத்தாலிய விஞ்ஞானி வெளியிட்ட ‘கடவுள் துகள்’ கண்டுபிடிப்பு வதந்தி

2010 ஜூலை 12 இல் இத்தாலியின் படோவா பல்கலைக் கழகத்தைச் சேர்ந்த பௌதிக விஞ்ஞானி தாமஸோ தோரிகோ (Tommaso Dorigo, University of Padova) இரண்டு மூலாதாரத் தகவல் வழியாக தன் காதில் விழுந்த வதந்திச் செய்தியைத் தன் வலை இதழில் குறிப்பிட்டு எழுதினார்.  அதாவது சிகாகோவில் இருக்கும் ·பெர்மி ஆய்வகத்தின் டெவடிரான் உடைப்பியில் (Fermilab’s Tevatron Collider) செய்த சோதனையில் முதன்முதலாக உற்பத்தியான ஓர் “எளிய ஹிக்ஸ் போஸான்” துகளுக்குச் (Light Higgs Boson) சான்று உள்ளதை வெளியிடப் போவதாக அறிந்தாராம்.  இதை வெறும் வதந்தி என்று ஒதுக்கியவர் சிலர்.  அடுத்துக் ‘கடவுள் துகள்’ கண்டுபிடிப்பைப் பற்றி ஃபெர்மி ஆய்வகத்தின் நிபுணரோ, செர்ன் விரைவாக்கி (CERN Accelerator) விஞ்ஞானிகளோ  வெளியிடப் போவதைப் பலர் எதிர்பார்த்திருக்கிறார்.  ஆனால் எவ்வித ஆதாரமின்றி, நிரூபணம் இல்லாமல் இப்படி ஒரு விஞ்ஞான வதந்தி ஒரு பெரும் இத்தாலிய பௌதிக நிபுணர் மூலம் வெளியானதில் சிறிதளவு மெய்ப்பாடும் இருக்கிறது.

பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பு நிகழ்ந்து ஒரு சில விநாடிகளில் தோன்றிய கனநிறைத் துகள்களில் “ஹிக்ஸ் போஸான்” என்பது ஒன்று என்னும் அழுத்தமான யூகம் விஞ்ஞானிகளிடையே நிலவி யுள்ளது.  அதனால் அது “கடவுள் துகள்” என்றும் பலரால் மதிக்கப் படுகிறது.

ஐரோப்பாவில் உலகப் பெரும் செர்ன் விரைவாக்கியிலும் புரோட்டான் கணைகளை ஒளிவேகத்துக்கு ஒட்டிய வேகத்தில் மோத விட்டு விஞ்ஞானிகள் இதே “ஹிக்ஸ் போஸானைக்” காணத்தான் துடித்துக் கொண்டிருக்கிறார்.  ஃபெர்மி ஆய்வக விஞ்ஞானிகள் “எளிய நிறை ஹிக்ஸ் போஸானை” முதன்முதலில் கண்டு விட்டார் என்னும் செய்தி செர்ன் விஞ்ஞானிகளுக்கு ஓர் அதிர்ச்சியைக் கொடுத்திருக்க வேண்டும் !

ஆனால் ஃபெர்மி ஆய்வகம் தனது புதுக் கண்டுபிடிப்புப் பற்றி வெளிப்படையாக எந்த அறிவிப்பும் இதுவரைச் செய்ய வில்லை.  எளிய நிறை ஹிக்ஸ் போஸானை ஃபெர்மி விஞ்ஞானிகள் டெவடிரான் விரைவாக்கிச் சோதனையில் உற்பத்தி செய்ததை மட்டும் மறுக்கவில்லை.  ஆனால் ஹிக்ஸ் போஸான் உற்பத்திச் சோதனையில் தாமொரு முன்னேற்றைப் புரிந்துள்ளதாக அறிவித்தார்.  அதாவது 50-50 வாய்ப்பு முறையில் இந்த ஆண்டு (2010) முடிவுக்குள் அல்லது 2011 ஆண்டு துவக்கத்துக்குள் ஹிக்ஸ் போஸான் இருப்பை அழுத்தமாக வெளியிடத் தகுந்த அளவு தகவல் சான்றுகளோடு வருவோம் என்று அறிவித்தனர்.

ஃபெர்மி ஆய்வக டெவடிரான் உடைப்பியின் மகத்தான சாதனைகள்

1983 இல் சிகாகோ அருகில் (Batavia, Illinois, USA) 120 மில்லியன் டாலர் செலவில் கட்டி முடிக்கப் பட்ட டெவடிரான் விரைவாக்கி (1994-1999) இல் 290 மில்லியன் டாலர் நிதிச் செலவில் அடுத்தடுத்து மேம்படுத்தப் பட்டது.  1995 இல் அதன் நிபுணர்கள் (CDF & DZero Experiment Collaborators) முதன்முதல் “மேல் குவார்க்” (Top Quark) அடிப்படைத் துகளை உற்பத்தி செய்து கண்டுபிடித்தார் !  அடுத்து 2007 இல் மேல் குவார்க்கின் நிறையை 1% துல்லிமத்தில் அளந்தார்.  2006 ஆம் ஆண்டில் இருவித “சிக்மா பரியானைக்” (Two Types of Sigma Baryon) கண்டுபிடித்தார்.  2007 ஆம் ஆண்டில் செய்த சோதனையில் (DZero Experiment) புதுவித பரியான் (Xi Baryon) ஒன்றைக் கண்டுபிடித்தார்.  2008 இல் அதே சோதனையில் மீண்டும் வேறு வித பாரியானைக் (Double Strange Omega Baryon) கண்டுபிடித்தார்.

அமெரிக்க எரிசக்தித் துறையகத்தைச் சேர்ந்த ஃபெர்மி ஆய்வகத்தின் விஞ்ஞானிகள் (US Dept of Energy, Fermilab Scientists) செய்த இரண்டு புரோட்டான் உடைப்புச் சோதனைகளில் (CDF & DZero Collider Experiments) கீழ்க்காணும் விளைவுகள் நிகழ்ந்தன.  இந்தச் சோதனைகள் 158 முதல் 175 GeV/C2 வரை நிறையுள்ள ஹிக்ஸ் போஸான் துகள்களைத் தவிர்த்து விட்டன.  துகள் பௌதிக நிலவர மாதிரிப்படி (Standard Model of Particle Physics) ஹிக்ஸ் போஸானின் நிறை 114 முதல் 185 GeV/C2 முடிய இடைப்பட்டு இருக்க வேண்டும்.  (ஒப்பீடாகச் சொல்லப் போனால் நிறை 100 GeV/C2 அளவு என்பது 107 மடங்கு புரோட்டான் நிறைக்குச் சமமாகும்).  இந்த விஞ்ஞான விளைவுகள் யாவும் ஜூலை 22-28, 2010 தேதிகளில் பாரிசில் நடந்த அகில நாட்டு உயர் சக்திப் பௌதிகப் பேரவையில் (International Conference on High Energy Physics (ICHEP-2010) விவாதிக்கப் பட்டன.  அப்போது இத்தாலிய விஞ்ஞானி எழுதிய ஹிக்ஸ் போஸான் கண்டுபிடிப்பு வதந்தி பொய்யானது என்று கூறப்பட்டது !

வியக்கத் தக்க முறையில் பூமியில் ஏற்படும் பூகம்பங்களை உளவி எச்சரிக்கை செய்துள்ளது டெவடிரான் விரைவாக்கி !  அதனுடைய அடித்தளக் காந்தங்கள் மிக்கக் கூர்மையானவை.  ஆயிரக் கணக்கான மைல் தூரத்தில் மிகச் சிறிய நிலநடுக்கம் ஏற்பட்டாலும் அதை உணர்ந்தறியும் வல்லமை படைத்தவை டெவடிரான் மின் காந்தங்கள் !  2004 இல் இந்து மாக்கடலில் எழுந்த அசுரப் பூகம்பத்தையும், சுனாமியையும் உளவி அறிந்தது.  மறுபடியும் சுமாத்ராவில் 2005 இல் நேர்ந்த கடல் பூகம்பம், 2007 இல் நியூ ஸீலாந்தில் கிஸ்போர்ன் நிலநடுக்கம் (Gisborne Earthquake), 2010 ஹெய்தி பூகம்பம், 2010 சில்லியின் நிலநடுக்கம் ஆகியவற்றை டெவடிரான் கண்டுபிடித்து அறிவித்தது.

ஃபெர்மி ஆய்வகத்தின் ‘கடவுள் துகள்’ கண்டுபிடிப்பு

இத்தாலிய விஞ்ஞானி பேராசிரியர் தாமஸோ தோரிகோ சொல்லிய தகவலை நம்பினால் அது “முச்சிக்மா முத்திரையாக” (Three Sigma Signature) எடுத்துக் கொள்ளப்படலாம்.  அதன் அர்த்தம் என்ன வென்றால் புள்ளி விபரப்படி 99.7% அந்தக் கூற்று மெய்யானது என்பதே.  உலகக் கண்கள் ஐரோப்பாவின் செர்ன் பரமாணு உடைப்பி மீது விழுவதால், அதுதான் ஹிக்ஸ் போஸானை முதலில் கண்டுபிடிக்கும் என்னும் கருத்து இப்போது மாறி விட்டது.  கடந்த 27 ஆண்டு களாக (1983-2010) அடுத்தடுத்து சிகாகோ டெவடிரான் செம்மையாக்கப் பட்டு மேன்மைப் படுத்தப் பட்டுள்ளது.  ஃபெர்மி ஆய்வகம் டெவடிரான் விரைவாக்கி மூலம் ஒரு குவார்க்கையும், நான்கு வித பாரியான்களை இதுவரை உற்பத்தி செய்து நிரூபித்துள்ளது.  எளிய ஹிக்ஸ் போஸான் ஒன்றை முதன் முதலில் உற்பத்தி செய்து காட்டி, ஃபெர்மி ஆய்வகம் அற்புதக் “கடவுள் துகளைக்” காணும் காலம் நெருங்கியது என்பதே இந்த இத்தாலிய விஞ்ஞானியின் தகவலுக்கு உறுதி அளிக்கிறது.  ஹிக்ஸ் போஸான் துகளே கடைசித் துகளாக துகள் பௌதிகத்தின் நிலவர மாடலாகக் (The Standard Model of Particle Physics) கருதப் படுகிறது. கடவுள் துகள் கண்டுபிடிக்கப் பட்டதால், நிலவர மாடல் உறுதி செய்யப்பட்டுள்ளது.  அப்படி இல்லாவிட்டால் பழைய துகள் நியதிகள் மீளாய்வு செய்யப் படவேண்டும்.  2012 ஜுலை 6 ஆம் தேதி செர்ன் விரைவாக்கி துகள் விஞ்ஞானிகள் ஹிக்ஸ் போஸான் போன்ற ஒரு கனத்துகளைக் கண்டுபிடித்து விட்டதாக அறிவித்து இருக்கிறார்.    இது ஆரம்ப நிலை விளைவின் முடிவு மட்டுமே.  இன்னும் ஏராளமான செர்ன் விரைவாக்கியின் சோதனை விளைவுகள் ஆராயப் பட வேண்டும்.   கண்டுபிடித்த துவக்க நிலை கடவுள் துகளின் தடத்தை வைத்து, அது ஹிக்ஸ் போஸானாகத் தான் இருக்க வேண்டும் என்று  துகள் விஞ்ஞானிகள் அழுத்தமாக நம்புகிறார்.

(தொடரும்)

++++++++++++++++++++++++

தகவல்:

Picture Credits: Fermilab, Chicago, USA, CERN, Geneva Websites.,

1 CERN Large Hadron Collider – Particle Physics – A Giant Takes on Physics’ Biggest Question By : The New York Times (May 15, 2007)
2 CERN Fires up the New Atom Smasher to Near Big Bang By : Alexander Higgins [Sep 7, 2008]
3 World’s Largest Atom Smasher (CERN) Completion [March 26, 2008]
4. Time Magazine Report – The Moment [September 10, 2008] Geneva [Sep 22, 2008]
5 CERN Atom Smasher – Latest Wikipedia Report.
6 BBC News What Happened to the Big Bang Machine (Sep 20, 2008)
7 BBC News LHC Gets Colder than Deep Space By Paul Rincon (Oct 16, 2009)
8 BBC News Particle Beams Injected into LHC (Oct 26, 2009)
9 Rebirth of the LHC : The Search for the God Particle Resumes (Nov 2, 2009)
10 Second Chance of Large Hadron Collider To Deliver Universe’s Secrets By : Robin McKie, Geneva (Nov 1, 2009)
11. https://jayabarathan.wordpress.com/2008/09/18/cern-atom-smasher/ (CERN Article-1)
12 https://jayabarathan.wordpress.com/2008/09/26/cern-atom-smasher-2/ (CERN Article-2)
13 https://jayabarathan.wordpress.com/2009/11/05/cern-worlds-greatest-atom-smasher/ (CERN Article-3)
14 https://jayabarathan.wordpress.com/2010/03/25/cern-atom-smasher-4/ (CERN Article-4)
14(a) https://jayabarathan.wordpress.com/2010/04/02/cern-atom-smasher-5/ (CERN Article-5)
14(b) https://jayabarathan.wordpress.com/2010/04/09/cern-atom-smasher-6/ (CERN Article-6)
14(c) https://jayabarathan.wordpress.com/2010/07/03/cern-atom-smasher-7/ (What is Happening in CERN ?)
15 BBC News LHC High Energy Results Published By Jason Palmer (Feb 9, 2010)
16 BBC News : LHC Smashes Energy Record Again (March 19, 2010)
17 BBC News : God Particle Hunt Set to Start By Paul Rincon (March 23, 2010)
18 http://en.wikipedia.org/wiki/Large_Hadron_Collider (CERN Atom Smasher) (25 March 2010)
19 BBC News : The Science of LHC By Paul Ricncon (Nov 20, 2009)
20 BBC News : Collider Sees High-Energy Success (March 30, 2010)
21 Large Hydron Atom Smasher Reaches Near Speed of Light (Daily Galaxy) March 31, 2010
22 Deep Thought – The Large Hadron Collider Could Prove the Existence of a Parallel Universe (Daily Galaxy 2009 Top Story) Jan 6, 2010
23 Atom Smasher Will Keep Revealing “The Beginning” (CTV News, Canada) March 30, 2010
24. Why the Large Hadron Collider (LHC) ? A Few Unanswered Questions
25. What Will the Large Hadron Collider (LHC) Reveal ? By : Steve Giddings Los Angeles Times(January 7, 2010)
26. Will the LHC Solve the Mystery of the Great Attractor ? By Casey Kazan, Daily Galaxy (Jan 11, 2010)
27 ABC News – Atom Smasher Closer to Big Bang By : Rachael Brown (March 31, 2010)
28 BBC News : LHC Particle Search Nearing By : Paul Rincon (May 17, 2010)
29 Space Daily – World’s Biggest Atom Smasher Gains Pace : CERN By : Staff Writers (June 28, 2010)
30 BBC News : LHC Smashes Beam Collision Record By Katia Moskvitch (June 28, 2010)
31 Telegraph, New Scientist – The Tevatron Accelerator – Competition with Large Hadron Collider Heats Up By Clay Dillow (July 12, 2010)
32 Fermilab Web / Space Daily Fermilab Experiments Narrow Allowed Mass Range for Higgs Boson (July 26, 2010)

32 (a) http://www.thinnai.com/index.php?module=displaystory&story_id=41003121&format=html  (Satyendranath Bose)

33. Wikipedia The Tevatron Collider, Fermilab (August 3, 2010)
34 New Scientist Magazine ” Who Will Find the God Particle First ?” (Will an old Faithful Find the Higgs ?) By : Rachel Coutland (July 24, 2010)
35.  https://jayabarathan.wordpress.com/2010/07/03/cern-atom-smasher-7/  (July 3, 2010)
36.  https://jayabarathan.wordpress.com/2010/08/07/god-particle-rumour/  (August 7, 2010)
37  Daily Galaxy :  News of the Century  ?  CERN to Announce its Findings on Higgs Boson Tomorrow (July 3, 2012)
38.  Time & Space : CERN Experiments Observe Particle Consistent with Long-Sought Higgs Boson (July 5, 2012)
39. Time & Space :  A New particle has been Discovered- Chances are, it is the Higgs Boson(July 5, 2012)
40.  Time & Space :  Higgs Boson Hunters Declare Victory – as Significant as DNA Discovery  (July 5, 2012)

41.  http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-21421460 LHC switches off for two-year Maitenance  [February 14, 2013]

42. http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-21785205 LHC cements Higgs boson identification [Masrch 14, 2013]

43. CERN: LHC Data Confirms Particle is “God Particle”, But the Devil is in the Details [March 14, 2013]

44  Daily Galaxy : LHC Data confirms Higgs Boson [March 14, 2013]

45.  http://en.wikipedia.org/wiki/Higgs_boson  [March 2013]

46.  Daily Tech CERN: LHC Data Confirms Particle is “God Particle”, But the Devil is in the Details  [March 14, 2013]

47.  http://rt.com/news/higgs-boson-found-confirmed-274/  [March 15, 2013]

48.  [ http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=l6H7-GKCDBQ ]

******************
S. Jayabarathan (jayabarat@tnt21.com) (March  17, 2013)

https://jayabarathan.wordpress.com/